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我校于凡等在Nature发表文章,揭示线粒体质量控制新方式

发布时间:2026-10-21

线粒体是细胞代谢和死亡调控中心,其稳态维持对细胞正常生命活动至关重要。细胞具有多种监控及调节机制维持线粒体完整性和细胞健康,包括线粒体自噬、线粒体未折叠蛋白反应、线粒体囊泡等。然而,蛋白稳态损伤如何跨细胞器传递应激信号,质量控制机器又如何协同这些功能,仍不清楚。尤其当线粒体大规模受损时,完全清除受损线粒体与细胞能量优化原则相冲突,细胞如何“隔离缺陷、保留功能、选择性清除”成为关键问题。

2026年10月21日,于凡等在Nature发表题为“GRP75-dependent SIMPA mediates interorganellar quality control”的研究论文。该研究发现在线粒体蛋白稳态应激下,受损线粒体蛋白会被隔离形成“应激诱导的线粒体蛋白聚集体”(stress-induced mitochondrial protein aggregates,SIMPA)。SIMPA在空间原位激活线粒体质量控制,而不破坏整个线粒体网络;机制上,GRP75协调SIMPA生成,并通过线粒体-内质网接触位点/线粒体相关膜(MAM)局灶激活内质网未折叠蛋白反应,进而靶向清除SIMPA。该工作揭示了SIMPA这一新型线粒体质量控制方式,并为相关疾病如急性肝损伤、热射病等提供了潜在干预节点。

研究团队在多种应激条件下观察到线粒体内出现蛋白聚集体,包括氧化应激、热应激、ATPase抑制、ROS等。SIMPA沿线粒体管状结构形成离散亚域,局部嵴结构重塑甚至消失,形成洋葱状包裹结构,暗示细胞通过"损伤隔离"维持线粒体整体完整性。

机制上,研究团队筛选鉴定出GRP75(HSPA9)是SIMPA形成的主调控因子,介导其成核过程。随后,SIMPA形成动态触发MAM,将信号传递至内质网。在SIMPA清除过程中,内质网未折叠蛋白反应(ERUPR)被序贯激活,协助SIMPA清除并保障细胞存活。为检测SIMPA的生理病理意义,研究团队利用了三种临床相关肝损伤模型(酒精性肝病、对乙酰氨基酚和四氯化碳毒性)。三种模型均显示损伤刺激导致肝细胞内SIMPA大量形成;促进SIMPA通路可显著改善肝组织架构、减少坏死面积,提高小鼠生存率。

综上所述,该研究发现了一条新型线粒体质量控制通路SIMPA,并提示GRP75可作为线粒体应激相关疾病的中心治疗节点,为线粒体应激相关疾病提供新的治疗思路。

我校于凡为本文的共同第一作者和共同通讯作者,南开大学姜凌宇为共同第一作者,我校肖佳和南开大学陈佺为共同通讯作者。

原文链接:https://doi.org/10.1038/s41586-026-10733-y

(供稿:科研与成果转化处;撰稿:杨锦飞;审核:牟青杰)

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