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第44卷第5期
·708 · 南 京 医 科 大 学 学 报 2024年5月
MitoQ 是一种脂溶性小分子,是最具代表性的 respiratory syndrome coronavirus 2,SARS⁃CoV⁃2)引
靶向线粒体的抗氧化剂 [60] 。MitoQ的保护作用很大 起的急性呼吸道疾病,该病毒是一种包膜的单链
程度上取决于核因子 E2 相关因子 2(nuclear factor RNA 病毒 [71] 。病毒感染后,约 5%的患者出现呼吸
E2 related factor 2,Nrf2)的激活 [61] ,并通过促进多种 衰竭,需要住院治疗 [72] 。SARS⁃CoV⁃2通过破坏AEC
细胞保护酶的表达来维持细胞正常功能。研究表 和 PASMC 的线粒体,引发细胞凋亡和生物能量损
明 MitoQ 通过激活 Nrf2 途径调节 Drp1 介导的线粒 伤,最终造成肺泡损伤和低氧血症 。
[73]
体裂变来减轻小鼠模型中的ALI [62] ,使用Mdivi⁃1可 线粒体在新冠肺炎的致病过程中起着重要作
以抑制 ALI 中 Nrf2 和 Drp1 激活起到保护肺泡上皮 用 [71] 。病毒通过模拟宿主细胞中凋亡蛋白的同源
屏障的作用 [63] ,ALI 的治疗有望从线粒体的融合和 物转录或通过与宿主细胞中调控凋亡的蛋白相
裂变中找到新的策略。 互作用来诱导细胞凋亡 [74] 。研究发现,SARS⁃CoV⁃2
2.4 特发性肺纤维化(idiopathic pulmonary fibrosis, 可 以 打 开 线 粒 体 通 透 性 转 换 孔(mitochondrial
IPF) permeability transition pore,mPTP) ,诱导线粒体膜
[75]
IPF 是最难治疗的呼吸系统疾病之一,发病率 去极化。mPTP 开放和线粒体膜去极化导致促细
逐年上升,主要发生在50岁以上的中老年人 [64] 。该 胞凋亡蛋白结构域受损,使 OMM 通透性增加,线
病早期表现不明显,明确诊断后预后极差。IPF 患 粒体膜间隙释放凋亡诱导因子(apoptosis⁃inducing
者发生 PH、肺癌和心血管疾病的概率很高,这大大 factor,AIF)和细胞色素 c [76] 。释放的AIF 和细胞色
增加了临床治疗的困难 [65] 。在 IPF 的临床研究中, 素 c 激活 Caspase⁃3 并进入细胞核,促进 DNA 降解,
研究人员发现细胞出现端粒磨损和氧化应激等衰 导致细胞凋亡 [77] 。研究表明SARS⁃CoV⁃2影响参与
老的特征,证实了肺纤维化与细胞衰老有显著联 线粒体电子传递和细胞凋亡相关蛋白的表达 [78] 。
系 [66] 。由此可见,细胞衰老在一定程度上促进了肺 通过转录组学鉴定,发现SARS⁃CoV⁃2感染上调了线
纤维化的发生,研究细胞衰老的相关机制有助于探 粒体中总 Drp1 的表达,激活了 Drp1 Ser616 的磷酸
索IPF的治疗方法。 化,增加了线粒体裂变。体外实验也表明 SARS⁃
线粒体的融合和裂变在多种细胞衰老机制中 CoV⁃2 在 AEC 中引起了显著的线粒体分裂,是新冠
[79]
发挥着重要作用。在衰老细胞中,可以观察到线粒 肺炎的一个重要标志 。
体的变化,包括 mtDNA 突变导致的大小增加、线粒
3 线粒体融合和裂变在呼吸系统疾病中的临床应
体嵴缺失等形态学变化 [67] 。这些改变会损害线粒
用价值
体活性,研究人员最近在IPF患者肺部的巨噬细胞、
AEC和成纤维细胞中检测到线粒体功能障碍,如在 探讨呼吸系统疾病发生发展机制是寻找临床
ATⅡ细胞损伤与纤维化重塑中发现MFN1/2的异常 精准分子治疗靶点的重要方式,线粒体融合和裂变
表达 。 是呼吸系统相关疾病临床治疗的潜在靶点。许多
[68]
AEC 是 IPF 发病过程中重要的靶细胞,研究人 药物靶向线粒体的融合和裂变途径,维持线粒体融
员发现 IPF 中 AEC 线粒体增大,单细胞测序也提示 合和裂变的动态平衡。
IPF中MFN2的mRNA表达升高。此外,在动物模型 罗氟司特可以用于治疗伴支气管炎的重症
中发现小鼠 ATⅡ中的 Drp1 失活,而 MFN1 和 MFN2 COPD 患者 [80] 。研究表明,罗氟司特通过抑制 AEC
的缺失会导致自发性肺纤维化,表明线粒体融合在 中 Drp1 的 Ser616 位点磷酸化来减少香烟烟雾诱导
[69]
IPF的AEC中占主导地位 。 的细胞死亡。可见,罗氟司特通过抑制线粒体分裂
这些发现强调了 MFN1/2 在 IPF 中的重要性。 而对 AEC 具有保护作用 [81] 。曲美他嗪通过调节线
IPF 还与复杂的线粒体形态异常有关,包括线粒体 粒体融合和裂变改善肺血管重构从而治疗 PH。研
的融合和断裂,以及线粒体嵴的改变 [70] ,而OPA1是 究表明,低剂量曲美他嗪通过提高新生儿心肌细胞
介导线粒体嵴融合的关键分子,在 IPF 中的研究较 中融合线粒体的比例来增加线粒体功能 [82] 。缺氧
少,值得进行深入研究。 条件下使用曲美他嗪可以恢复 PASMC 的 ΔΨm,并
2.5 新型冠状病毒肺炎 通过依赖 Drp1 的机制阻止缺氧诱导的 PASMC 增
新型冠状病毒肺炎(简称新冠肺炎)是一种由 殖 [83] 。同时,曲前列尼尔(前列环素模拟物)招募前
新型严重急性呼吸综合征β冠状病毒(severe acute 列环素受体或前列腺素E2受体激活腺苷环化酶,提