自噬是一种自我吞噬过程,用于回收和恢复细胞细胞器和成分的活力。细胞内钙动力学已被证明对于自噬过程的启动至关重要。

研究揭示线粒体钙动力学与自噬之间的关系

线粒体是细胞内主要的钙储存库,当细胞质钙水平升高时,线粒体会输入胞质钙。然而,线粒体在自噬启动过程中是否以及如何导入钙以及线粒体对钙的吸收是否影响自噬过程尚未得到很好的探索。

这些问题的答案可能具有重要的生理和病理生理学相关性,并揭示疾病机制。

在《线粒体通讯》杂志上发表的一项新研究中,斯坦福大学医学院的一组研究人员检查了不同细胞类型中各种自噬诱导剂的急性线粒体和内质网(ER) 钙转运反应。他们的目的是阐明线粒体钙摄取和线粒体自噬之间的关系。

通过使用多种成像技术实时监测钙离子,研究小组观察到自噬诱导后钙离子快速流入线粒体,这与内质网膜上钙浓度的波动相一致。

“线粒体钙单向转运蛋白(MCU)是线粒体内膜中的主要钙输入通道,在介导线粒体自噬诱导剂触发的线粒体钙摄取中发挥着至关重要的作用,”该研究的资深通讯作者 Xinnan Wang 解释道。

此外,研究人员还检查了帕金森病 (PD) 患者和相应对照的诱导多能干细胞 (iPSC) 衍生神经元中的线粒体钙转运。他们发现,在诱导线粒体自噬后,帕金森病患者的神经元中线粒体钙流入更快。

Wang 指出,“鉴于细胞质和内质网膜钙动力学对自噬起始的已知影响,我们的研究结果提出了一种可能性:线粒体输入钙来调节线粒体自噬速度,细胞器间钙信号传导可能调节复杂的细胞过程。”

Wang 总结道:“我们的研究揭示了线粒体钙动力学和自噬之间微妙的相互作用,为以自噬功能失调为特征的疾病(如帕金森病)的潜在治疗途径提供了见解。”