MFN2通过调节GRP75与VDAC1的相互作用，减轻脓毒症引起的肌病中的线粒体钙超载

《Skeletal Muscle》：MFN2 alleviates mitochondrial calcium overload in sepsis-induced myopathy by modulating GRP75–VDAC1 interaction

　　

摘要

背景

脓毒症诱导的肌病（SIM）的特征是骨骼肌功能异常，这与线粒体钙超载有关。与线粒体相关的内质网膜（MAM）在调节线粒体钙吸收过程中起着关键作用。尽管MFN2和IP3R–GRP75–VDAC1复合体都与线粒体钙调节有关，但它们在SIM发病机制中的具体作用及其相互关系仍不明确。

方法

通过盲肠结扎穿刺术建立小鼠脓毒症模型。通过复合肌肉动作电位检测和前肢握力测试来评估骨骼肌功能。采用H&E和WGA染色法分析腓肠肌的组织结构。通过免疫荧光和透射电子显微镜分析胫前肌，以观察MAM的超微结构。通过西方印迹法测定蛋白质表达水平，利用qPCR检测MFN2 mRNA的水平。通过共免疫沉淀法研究GRP75–VDAC1蛋白之间的相互作用。分别使用Rhod-2 AM和Fluo-4 AM检测线粒体和细胞质中的钙含量。

结果

在体内和体外实验中，脓毒症均会导致骨骼肌萎缩和功能异常。MAM上的IP3R依赖性钙转移与病理性线粒体钙超载相关，而使用2-APB药物抑制IP3R可减少线粒体钙吸收，从而减轻肌肉萎缩。同时，脓毒症导致的MFN2表达下降会缩短内质网与线粒体之间的距离，进一步加剧线粒体钙超载。通过AAV载体过表达MFN2可恢复内质网与线粒体之间的距离，同时降低VDAC1蛋白的表达，减弱GRP75–VDAC1的相互作用，这些共同作用有助于缓解线粒体钙超载并改善骨骼肌萎缩状况。

结论

MFN2通过两种互补机制减轻脓毒症引起的线粒体钙超载：一是增加内质网与线粒体之间的距离，二是调节GRP75–VDAC1的相互作用以及IP3R–GRP75–VDAC1复合体的形成。这些研究结果表明，MFN2可能是SIM中MAM介导的线粒体钙稳态的调控因子，因此有望成为治疗脓毒症诱导的骨骼肌功能障碍的目标。