Nat Immunol:线粒体的呼吸链或能维持机体的炎症水平

2022-05-24 转化医学新前沿 生物谷

来自美国西北大学的研究人员通过研究发现,线粒体的呼吸链或许对于与炎症和慢性疾病进展相关的另一种蛋白复合体的激活非常必要,线粒体的呼吸链是一系列对于细胞呼吸和能量产生非常重要的蛋白质复合体。

NLRP3炎性小体与无菌和病原体依赖性的炎症发生有关,其功能失调是引发多种慢性疾病的原因和基础,线粒体能通过参与包括产生线粒体活性氧(ROS)在内的多种机制来被认为是NLRP3炎性小体的调节子。

近日,一篇发表在国际杂志Nature Immunology上题为“Mitochondrial electron transport chain is necessary for NLRP3 inflammasome activation”的研究报告中,来自美国西北大学的研究人员通过研究发现,线粒体的呼吸链或许对于与炎症和慢性疾病进展相关的另一种蛋白复合体的激活非常必要,线粒体的呼吸链是一系列对于细胞呼吸和能量产生非常重要的蛋白质复合体。

线粒体的呼吸链或能维持机体的炎症水平。Nature Immunology (2022). DOI: 10.1038/s41590-
022-01185-3

研究者Navdeep Chandel说道,本文研究表明,抑制线粒体的呼吸链或能在遗传上和药理学上抑制NLRP3炎性小体的激活,该炎性小体是一种蛋白复合体,其能被病毒或细菌感染所激活,而且能通过诱发促炎性细胞因子的释放来引发组织损伤以及多种慢性疾病的进展,包括肥胖、阿尔兹海默病和2型糖尿病等。此前研究结果表明,NLRP3炎性小体能被线粒体所调节,尤其是通过产生线粒体活性氧,尤其是超氧化物和过氧化氢。

当前研究中,研究者Chandel及其同事利用遗传测序技术及药理学策略研究了巨噬细胞(尤其是白细胞),并分析了线粒体ROS对于激活NLRP3炎性小体的必要性。让他们惊讶的是,线粒体ROS并不是必需的,此外,线粒体呼吸链复合体I, II, III和V的抑制剂还能阻断NLRP3炎性小体的激活,这些呼吸链对于细胞内能量的正常产生非常重要。此外,研究者还发现,正常情况下能在机体中产生且作为广泛使用的营养补充剂的肌酸(creatine)或能增强磷酸肌酸(phosphocreatine)的产生,后者对于细胞内正常的能量产生非常重要,且会被呼吸链抑制剂所耗尽,而呼吸链抑制剂反而会维持炎性小体的激活。

原始出处:https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35484407/

研究者Chandel说道,本文研究结果表明,肌酸和磷酸肌酸或与机体炎症发生直接相关,这或许就为进一步研究肌酸的作用机制开辟了一条新的路径。目前的研究结果强调了,线粒体的呼吸链或能通过磷酸肌酸依赖性的能量产生来维持NLRP3炎性小体的激活,且完全独立于线粒体ROS的作用。目前研究人员非常感兴趣研究在流感和阿尔兹海默病背景下线粒体控制炎症的分子机制。

本文研究中,研究人员提出的研究工具和概念框架或许也能帮助他们分析线粒体如何在不同疾病中调节多种细胞因子的功能。综上,本文研究结果表明,线粒体中的电子传递链或能通过磷酸肌酸依赖性的ATP产生来维持NLRP3炎性小体的激活,但却独立于ROS依赖性的机制。

原始出处:

Leah K Billingham, Joshua S Stoolman, Karthik Vasan, et al. Mitochondrial electron transport chain is necessary for NLRP3 inflammasome activationNature Immunology (2022). DOI: 10.1038/s41590-022-01185-3

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