線粒體是我們細胞中的發(fā)電站，對生命至關(guān)重要。當它們遭受到來自毒物、環(huán)境壓力或遺傳突變的攻擊時，細胞會扳開這些發(fā)電站，除去受損的部件，將它們重新組裝為可用的線粒體。

現(xiàn)在，Salk研究所的科學(xué)家們揭示出，細胞以一種意外的方式觸發(fā)了對威脅產(chǎn)生的這一至關(guān)重要的反應(yīng)，提供了有關(guān)線粒體疾病、癌癥、糖尿病和神經(jīng)退行性疾病??尤其是與線粒體功能障礙相關(guān)的帕金森病等疾病的一些新見解。這項研究工作發(fā)布在1月15日的《科學(xué)》（Science）雜志上。

論文的資深作者、Salk研究所分子與細胞生物學(xué)實驗室主任ReubenShaw說：“外部的劫掠者進入到線粒體中，這些發(fā)電站做出響應(yīng)細胞會碎裂成較小的碎片�！�

在一個普通的人類細胞中，有100-500個線粒體大量生成ATP分子形式的能量，ATP分子就像電池一樣能將能量傳送至細胞其他的部位。在任何特定的時間，都有一個或兩個線粒體發(fā)生分裂或融合以周期清除掉受損的元件。但當一種有毒物質(zhì)（如氰化物或砷）或其他的危險物威脅到線粒體時，就會發(fā)生大規(guī)模的碎裂。

多年前，研究人員就知道當用一些影響線粒體的藥物進行處理時，線粒體會發(fā)生這樣的碎裂，然而直到現(xiàn)在對于感知這種線粒體損傷的機制及觸發(fā)這種快速分裂反應(yīng)的機制，還有一些生物化學(xué)細節(jié)仍不是很清楚。

在這項新研究中，研究小組發(fā)現(xiàn)當細胞遭受線粒體損傷時，細胞中心燃油表??AMPK酶會向線粒體發(fā)出緊急警報，指示它們分裂成許多微小的線粒體碎片。有意思地是，AMPK可以被廣泛使用的糖尿病治療藥物二甲雙胍、運動及限制飲食所激活。這些新研究發(fā)現(xiàn)表明，一些人之所以能夠從這些治療中受益，有可能是因為它們促進了線粒體健康。

在以往的研究中，Shaw研究小組和其他的研究人員曾揭示AMPK幫助回收了受損的線粒體零件，并向細胞發(fā)送了生成新線粒體的信號。但這一快速觸發(fā)線粒體碎裂的新作用“真的將AMPK置于了線粒體健康及人體長期健康的中心地位，”Shaw說。

進一步的深入研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)AMPK實際上是對一種線粒體受體??線粒體分裂因子(mitochondrialfissionfactor,MFF)的兩個區(qū)域起作用來啟動了整個過程。MFF叫來Drp1蛋白，后者結(jié)合并像絞索一樣環(huán)繞線粒體，扭曲并使它發(fā)生了分裂。

論文的第一作者之一、Salk研究所助理研究員ErinQuanToyama說：“我們發(fā)現(xiàn)AMPK修飾MFF是MFF將更多Drp1叫至線粒體處的必要條件。沒有AMPK發(fā)出這一警報，MFF無法叫來Drp1，在受到損傷后就不會有線粒體的新碎片�！�

在未來，這一研究小組將著手探討對于一些特殊的細胞類型而言，這一信號通路具有的其他影響�？纯淳�粒體與AMPK之間的通訊缺陷對不同的組織，尤其是非常依賴于健康線粒體的組織，例如大腦、肌肉和心臟產(chǎn)生的影響。

眾所周知，AMPK是一個調(diào)控能量穩(wěn)態(tài)的重要激酶，也是一個參與許多細胞信號傳導(dǎo)通路的關(guān)鍵蛋白。目前認為，AMPK在包括2型糖尿病、免疫疾病和癌癥在內(nèi)的許多病理狀態(tài)中都起著重要的調(diào)節(jié)作用，是轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究的熱點。

不久前，來自軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院、河南大學(xué)等處的研究人員證實，AMPK磷酸化RACK1通過推動Atg14L-Beclin1-Vps34-Vps15復(fù)合物形成促進了自噬。這一研究發(fā)現(xiàn)發(fā)布《CellReports》雜志上（延伸閱讀：軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院Cell子刊發(fā)表自噬新成果）。

加拿大麥克馬斯特大學(xué)的研究人員證實，AMPK是在衰老過程中保持肌肉質(zhì)量和肌肉強度所必需的。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在最近的Cell子刊《CellMetabolism》。

此外，德克薩斯大學(xué)MD安德森癌癥中心陳俊杰的研究小組發(fā)現(xiàn)當細胞缺乏葡萄糖時，會激活A(yù)MPK激酶，由此導(dǎo)致YAP失活。而YAP能夠調(diào)控參與葡萄糖代謝的GLUT3基因。這些結(jié)果擴展了對于Hippo信號通路以外YAP調(diào)控的認識。提出了YAP的另一個癌癥相關(guān)功能。這揭示出了葡萄糖代謝和Hippo信號通路之間在組織維持和癌癥預(yù)防中一種令人興奮的聯(lián)系。

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