線粒體在我們體內(nèi)扮演著多重角色,這個結(jié)構(gòu)能完成不同的細(xì)胞間功能,受到多種復(fù)雜的信號途徑的動態(tài)調(diào)控。近年來科學(xué)家們對于這個總是帶來驚喜的細(xì)胞器興趣多多,這主要是因?yàn)橐恍┭芯勘砻?,線粒體不僅能作為細(xì)胞的能量庫,而且還執(zhí)行著多種功能。2015年5月,國際著名雜志Cell就推出了特輯:多面線粒體。相關(guān)閱讀:Cell特輯:多面線粒體。 線粒體有其陰暗的一面,在某些條件下,它能夠促進(jìn)腫瘤的發(fā)生。2015年三月五日在Cell子刊《Molecular Cell》發(fā)表的一項(xiàng)研究中,來自英國、美國和荷蘭的科學(xué)家,詳述了線粒體外膜通透性(MOMP)引發(fā)基因組不穩(wěn)定性進(jìn)而導(dǎo)致腫瘤的機(jī)制(Cell子刊:線粒體的陰暗面)。此外,美國賓夕法尼亞大學(xué)的研究人員也在2015年七月六日的《Oncogene》雜志上報道稱,線粒體的缺陷,在正常細(xì)胞到癌細(xì)胞的過渡過程中起著關(guān)鍵作用。當(dāng)科學(xué)家破壞線粒體的一個重要組成部分后,正常細(xì)胞就呈現(xiàn)出癌細(xì)胞的特性(線粒體缺陷 開啟腫瘤模式)。 新年伊始,在Nature子刊《Nature Medicine》發(fā)表的一項(xiàng)研究中,來自美國華盛頓大學(xué)等處的研究人員,揭開了線粒體的另一個陰暗面。他們發(fā)現(xiàn),線粒體可能會觸發(fā)狼瘡樣的炎癥反應(yīng)。 我們知道,線粒體呼吸和能量轉(zhuǎn)換會產(chǎn)生一些副產(chǎn)物,包括渴望參與化學(xué)變化的分子。這些活性氧就像雙刃劍,可以損害身體,也可以保護(hù)它。出于一些尚不明確的原因,狼瘡和其他慢性炎癥疾病中的某些白細(xì)胞,也會產(chǎn)生大量的線粒體活性氧物種。 來自美國華盛頓大學(xué)和國立衛(wèi)生研究院的研究人員,一直致力于了解“這些化學(xué)物質(zhì)和其他線粒體物質(zhì),如何在系統(tǒng)性紅斑狼瘡中引發(fā)了身體的自我攻擊”。研究人員指出:“因?yàn)榫€粒體是活性氧的一種有效來源,并且,最近有報道稱線粒體DNA參與了炎癥反應(yīng),因此,我們想要檢測它們在這種自身免疫性疾病中的作用?!?/p> 紅斑狼瘡在年輕女性中更為常見,其癥候群在患者之間有所差異。其嚴(yán)重程度從輕微到致殘疾。在一些病人中,狼瘡可危及生命。目前還沒有方法可以治愈它。周期性耀斑會影響身體的一個或多個部位。在耀斑中,燃燒的皮疹就像狼爪的抓傷,常常使臉頰變紅。關(guān)節(jié)、腎臟和心臟周圍的口袋,會變得腫脹和疼痛。如果大腦處于自身免疫的攻擊,就會發(fā)生頭痛、癲癇發(fā)作或精神病發(fā)作。 中性粒細(xì)胞——正常捕獲病原體的白細(xì)胞,是自身免疫性疾病的一個“嫌犯”。細(xì)菌、受損的細(xì)胞以及身體產(chǎn)生的免疫顆粒,可刺激中性粒細(xì)胞在其外部產(chǎn)生一種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),企圖誘捕冒犯者。過去的研究表明,這些陷阱也可能有助于狼瘡對器官的損傷。中性粒細(xì)胞胞外陷阱或NETs的形成,可導(dǎo)致一種形式的細(xì)胞死亡,稱為NETosis。異常的NETosis或受損的NET,可能在幾種自身免疫性疾病中(包括紅斑狼瘡)發(fā)揮作用。在小鼠研究中,抑制NETosis的藥物可改善紅斑狼瘡。這些藥物還可以減少動脈硬化和凝血異常。然而,這些陷阱是如何產(chǎn)生的,在沒有感染存在時它們是如何引發(fā)炎癥的,都是不明確的。 這些問題和這些現(xiàn)象對狼瘡樣疾病有貢獻(xiàn)?目前,UW風(fēng)濕病學(xué)教授Keith B. Elkon和關(guān)節(jié)炎、肌骨骼和皮膚疾病國家研究院系統(tǒng)性自身免疫疾病部門負(fù)責(zé)人Mariana J. Kaplan帶領(lǐng)的一個研究團(tuán)隊,正在對其進(jìn)行探索。他們在最近的研究中報道稱,狼瘡患者中常見的RNA-蛋白質(zhì)復(fù)合物,可在一個依賴于線粒體活性氧的過程中,通過NETosis誘導(dǎo)細(xì)胞死亡。 通常,細(xì)胞具有防止氧化DNA損傷的機(jī)制。在免疫復(fù)合物刺激的NETosis的情況下,細(xì)胞的生存模式被打亂。核膜破裂,從而使基因組DNA暴露于活性氧物種。研究人員解釋說,與基因組DNA相比,線粒體基因更容易受到氧化損傷的影響。在免疫復(fù)合物刺激中性粒細(xì)胞后,細(xì)胞的線粒體上升到細(xì)胞表面。它們通過中性粒細(xì)胞外的陷阱,將氧化的線粒體DNA排放到它們的環(huán)境中。 在實(shí)驗(yàn)室的研究中,研究人員指出,這種氧化線粒體DNA的細(xì)胞外釋放,可促進(jìn)炎癥反應(yīng)。當(dāng)這個DNA被注射到小鼠體內(nèi)時,它不受歡迎的存在,能被DNA傳感器檢測到,并導(dǎo)致一種叫做“STING”的蛋白質(zhì)的激活。一種化學(xué)警告發(fā)出。由此產(chǎn)生的1型干擾素信號會呼叫抗菌防御和其他免疫反應(yīng)。 在對狼瘡小鼠模型的一項(xiàng)相關(guān)研究中,研究人員用清除線粒體活性氧溢出的清除劑處理小鼠。他們發(fā)現(xiàn),這可能會降低Ⅰ型干擾素反應(yīng),以及狼瘡的嚴(yán)重程度。根據(jù)研究報告,這一發(fā)現(xiàn)與自身免疫性疾病有臨床相關(guān)性,因?yàn)椴煌幕钚匝跷锓N抑制劑目前正在進(jìn)行臨床測試,用于治療其他疾病。它們可以作為全身性自身免疫的潛在治療藥物。 在研究項(xiàng)目的臨床部分中,研究人員從系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者和慢性肉芽腫性疾病患者中,獲得了一類不同的中性粒細(xì)胞——低密度的粒細(xì)胞。研究人員指出,線粒體活性氧物種在低密度粒細(xì)胞的自發(fā)性NETosis細(xì)胞死亡中,發(fā)揮了必要的作用。此外,釋放的NETs中含有大量的氧化線粒體DNA。作者指出:“這些研究結(jié)果強(qiáng)調(diào)了線粒體在‘自身免疫性疾病中性粒細(xì)胞外陷阱的產(chǎn)生過程、以及的促炎癥的氧化線粒體DNA的產(chǎn)生過程中’所起的作用。” 總之,這些結(jié)果提供的證據(jù)表明,富含線粒體DNA的中性粒細(xì)胞胞外陷阱,可以幫助觸發(fā)狼瘡樣疾病,并可能帶來新的治療方法。 (生物通:王英) |
|