线粒体质量控制与心血管疾病

吴繁 刘莉 金娟 韩宇博 邹国良 隋艳波

目前，心血管疾病仍然是全球疾病负担的主要原因[1]。线粒体质量直接决定了心肌细胞的工作状态，维持线粒体质量在心血管疾病中起重要作用，可控制心血管疾病的进展。

1 线粒体质量控制体系

1.1 线粒体生物发生

线粒体生物发生是一个严格的调控过程，首先通过过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子-1α(PGC-1α)激活核呼吸因子1/2 和线粒体转录因子A等信号分子，驱动线粒体DNA(mtDNA)的复制和转录，并在翻译因子的作用下翻译成蛋白，线粒体蛋白再根据它们的前序列定向到线粒体外膜、膜间隙、线粒体内膜或基质。高度保守的Ⅲ型组蛋白去乙酰化酶家族(SIRTs)中的SIRT1和SIRT3在线粒体生物发生过程中对PGC-1α起到一定的活化作用[2]。

1.2 线粒体动力学

线粒体通过不断融合和分裂来改变形状、大小和数量，以满足细胞新陈代谢的需求。线粒体融合蛋白1和线粒体融合蛋白2可调控线粒体外膜的融合。视神经萎缩1蛋白是一种与线粒体内膜紧密结合的跨膜蛋白，可被加工成短型和长型，两者协同完成线粒体内膜的融合，对稳定线粒体嵴以进行有效的线粒体呼吸非常重要。发动蛋白相关蛋白1(DRP1)通过与线粒体外膜上的受体结合使线粒体分裂。

1.3 线粒体自噬

微管相关蛋白3衔接子介导的线粒体自噬主要依赖PTEN诱导的假定激酶1(PINK1)。线粒体膜电位去极化激活PINK1，其靶蛋白(泛素和线粒体融合蛋白2)会向线粒体外膜募集E3泛素连接酶Parkin。Parkin可被PINK1磷酸化激活，进而使线粒体外膜上的多种蛋白质泛素化。……