线粒体

线粒体是细胞内的能量工厂，也是解开生命过程和疾病研究的关键因素，MitochondrialCommunications作为一个集结线粒体生物学中前沿性观点的平台，致力于促进以线粒体健康为导向的跨学科研究，旨在快速发表高质量、经过严格同行评审的研究文章、综述及评论。

线粒体是产生能量的细胞器，拥有独立的基因组。

正如中国科学院院士程和平教授在序言中所指出的，线粒体是“生命活动最基础、最核心问题”的调控中心，关乎“生长、发育、生殖、遗传、代谢、衰老、死亡”等所有生命进程。

线粒体是细胞代谢的核心枢纽，其正常功能包括生成超氧化物和过氧化氢（统称为线粒体活性氧，mROS）1。

线粒体是细胞内的细胞器，在生物代谢过程中发挥着关键且多样的作用。

线粒体是能量的核心来源。

MitochondrialCommunications自2023年创刊以来，成功发表了代表该领域前沿进展的多项重要学术成果和学者观点的文章，受到了线粒体领域国内外学者的广泛关注。

将来，期刊将一如既往致力于成为线粒体领域国内外学者们的交流平台，欢迎广大学者关注并投稿。

线粒体领域作为近年来一个快速发展的新兴研究领域，越来越受到学者们的关注和重视。

细胞外线粒体蛋白（ex-mtprot）：指示与年龄相关的疾病

标准化定量：qPCR检测ex-mtDNA，流式细胞术分析线粒体蛋白。

因此，睡眠剥夺的dFBNs中线粒体-内质网接触的丰富性（图3d）不仅可能反映了最近的线粒体分裂浪潮（图3a、b和扩展数据图5c-f），而且正如我们推测的编码线粒体蛋白的转录本的丰富性（图1c）那样，可能预示着在随后的恢复性睡眠期间线粒体的增殖和融合，这导致它们的体积、形状和分支长度反弹至基线以上（图3a、b和扩展数据图5e、f）。

本文的其余部分探讨了dFBNs中编码线粒体蛋白的基因差异表达的原因和结果；

标签标识定位于突触或线粒体的蛋白质产物；

然而，编码线粒体蛋白的转录本上调是表明线粒体质量净增加，还是对细胞器损伤的代偿性反应，仍不明确。

睡眠剥夺增加了自动检测到的线粒体轮廓内细胞抗Flag荧光（根据下方图例进行强度编码）的百分比（双侧Mann-Whitney检验，P<0.0001）。

线粒体电子过剩诱导睡眠线粒体成分在dFBNs对睡眠剥夺的转录反应中占据显著地位（图1c、d和扩展数据图2），这为睡眠与有氧代谢存在根本联系的假设提供了无偏支持。

在哺乳动物下丘脑中，表达刺鼠相关蛋白（AgRP）的促食神经元和表达阿黑皮素原的厌食神经元的线粒体经历分裂和融合的反相循环⁵⁷。

相比之下，触角叶投射神经元的线粒体没有留下睡眠历史的痕迹（扩展数据图6）。

加拿大卡尔加里大学（UniversityofCalgary）专注于线粒体研究的医学遗传学家蒂莫西·沙特（TimothyShutt）表示，这项研究令人兴奋，因为它有助于解释线粒体为何会丢弃自身DNA，以及这一过程是如何发生的。

而这些miRNA就像“精准导弹”，在胚胎中抑制NCoR1，使得关键调控因子PGC-1α得以充分发挥作用，从而促进线粒体的生成与能量代谢。

传统观点（左）忽略了mROS生成的特定酶位点，缺乏定位线粒体来源的机制细节；

为进一步了解ATF4如何发挥保护作用，作者探究了受ATF调控且参与线粒体整合应激反应的基因[5,8-11]，并发现线粒体叶酸代谢可能是关键效应途径。

作者发现，刚地弓形虫感染会在宿主细胞内启动一条涉及线粒体的信号通路，最终激活“线粒体整合应激反应（ISR）”。

未来，通过测量细胞质和线粒体区室中叶酸的含量、改造线粒体叶酸通路等实验，有望进一步阐明线粒体整合应激反应、叶酸代谢与寄生虫生长之间的关联机制。

线粒体整合应激反应是哺乳动物中一种已知的应激反应，尤其在线粒体DNA表达缺陷时会被诱导激活[5,8-11]。

线粒体整合应激反应由线粒体应激触发，涉及细胞核内转录程序的激活和代谢组的重塑，二者共同促进合成代谢修复与生长通路[5]。

OPRM的横向超分辨率约为衍射极限的两倍3⁸，它检测到线粒体数量随之增加（图3b），这表明发生了细胞器分裂，而CLSM未检测到这一点（扩展数据图5f，但关于绝对线粒体计数的解释，请参见方法部分的注意事项）。

线粒体数量（方差分析后进行Holm-Šídák检验，P<0.0001）、体积（Kruskal-Wallis方差分析后进行Dunn检验，P=0.0470）、球形度（Kruskal-Wallis方差分析后进行Dunn检验，P=0.0124）和分支长度（Kruskal-Wallis方差分析后进行Dunn检验，P=0.0033）的睡眠历史依赖性变化被AOX的共表达所掩盖（双侧t检验或Mann-Whitney检验，P≥0.2257），或被TrpA1的同时激活所掩盖（双侧t检验或Mann

首先，为CoQ库中的过剩电子开辟一条出口通道（通过为dFBNs的线粒体配备玻璃海鞘的替代氧化酶（AOX）⁶，该酶通过O₂的受控四电子还原产生水），不仅缓解了基础睡眠压力⁷，还纠正了那些清除过氧化脂质分解产物能力受损的果蝇的过度睡眠需求⁵。

MichailSpanos博士及其团队在MDPI旗下Physiologia期刊发表一篇综述文章，系统介绍了循环细胞外线粒体的不同形式（完整线粒体、囊泡包裹线粒体及线粒体成分）在CMD中的病理作用，探讨其作为生物标志物和治疗靶点的潜力，并介绍了线粒体移植这一新兴疗法。

细胞外线粒体成分（ex-MITO成分）

为全面、无偏地了解可能构成睡眠需求基础的大脑分子变化，我们对来自休息状态和睡眠剥夺状态果蝇的单细胞转录组进行了表征。

研究发现，在投射至背侧扇形体1、2（dFBNs）的睡眠控制神经元中（而非在全脑普遍），睡眠剥夺后上调的转录本几乎全部编码参与线粒体呼吸和ATP合成的蛋白质。

随着发现dFBNs通过将其促睡眠尖峰放电与线粒体呼吸相连接的机制来调节睡眠⁷，这一假设获得了坚实的机制基础。

颜色表示线粒体呼吸复合物的亚基。

CMD（如糖尿病、肥胖和心血管疾病）的发病机制与线粒体功能障碍、炎症和代谢异常密切相关。

MitochondrialCommunications不仅关注围绕线粒体功能、结构、动力学、信号传导、基因组、突变、遗传等方面的前沿科学问题，且广泛欢迎涉及线粒体与代谢、衰老、神经退行性疾病、癌症、心血管疾病、免疫系统等领域的科研成果、前沿技术和理论探讨。

这些蛋白酶的失调将导致线粒体功能障碍，进而引发多种人类疾病并加速生物体衰老进程。

书中对各卷主题的深入探讨，意味着我们有可能通过营养干预、科学运动、药物靶向乃至基因调控等多种手段，主动干预和优化线粒体功能，从而从源头上预防疾病、延缓进程、改善疗效。

在dFBNs中诱导或阻止线粒体分裂或融合⁸⁻13，会以相反方向改变睡眠及睡眠控制细胞的电特性：线粒体过度融合会增加神经元兴奋性和睡眠量，而线粒体碎片化则会降低神经元兴奋性和睡眠量。

由刘健康教授担任总主编、龙建纲教授担任副总主编，联合国内外近20所著名大学和研究所共同编著的《线粒体生物医学：靶向线粒体防治人体重大疾病的研究》丛书，正是系统展示我国在该领域成果与贡献的鸿篇巨制。

评《线粒体生物医学：靶向线粒体防治人体重大疾病的研究》

《线粒体生物医学：靶向线粒体防治人体重大疾病的研究》这套丛书为我们提供了一幅探索生命奥秘、应对健康挑战的精密“导航图”，同时也为我们打开了一扇通往未来预防与精准医学的窗口，让我们从细胞的动力之源，看到人类健康的崭新未来。

它旗帜鲜明地提出了“靶向线粒体”的防治新策略。

MichailSpanos博士及其团队在MDPI旗下Physiologia期刊发表一篇综述文章，系统介绍了循环细胞外线粒体的不同形式（完整线粒体、囊泡包裹线粒体及线粒体成分）在CMD中的病理作用，探讨其作为生物标志物和治疗靶点的潜力，并介绍了线粒体移植这一新兴疗法。

线粒体移植治疗策略

这套丛书，填补了国内系统性线粒体研究著作的空白，为我们理解疾病、开拓治疗新路径提供了革命性的视角。

研究揭示，这种过量生成并非随机发生，而是集中于某一线粒体酶的特定位点，这为代谢性疾病的靶向治疗打开了大门。

在本期《科学》杂志第701页，梅代罗斯（Medeiros）等人[2]报道，宿主细胞的线粒体可感知刚地弓形虫感染，并启动一系列具有保护作用的代谢应激反应。

目前，线粒体正被视为感染期间“珍贵代谢物的一线守护者”，但“将这些代谢物转移至线粒体是否为了在细胞应激时维持线粒体功能”这一问题，仍有待进一步探索。

研究结果表明，宿主细胞会将叶酸转移至线粒体中，限制寄生虫获取核苷酸的途径，从而减缓感染进程。

线粒体“锁定”必需生长成分的能力，可能是宿主在寄生虫感染中存活的重要优势，也是进化过程中的一项关键益处。

OPRM的横向超分辨率约为衍射极限的两倍3⁸，它检测到线粒体数量随之增加（图3b），这表明发生了细胞器分裂，而CLSM未检测到这一点（扩展数据图5f，但关于绝对线粒体计数的解释，请参见方法部分的注意事项）。

然而，编码线粒体蛋白的转录本上调是表明线粒体质量净增加，还是对细胞器损伤的代偿性反应，仍不明确。

研究发现，在投射至背侧扇形体1、2（dFBNs）的睡眠控制神经元中（而非在全脑普遍），睡眠剥夺后上调的转录本几乎全部编码参与线粒体呼吸和ATP合成的蛋白质。

线粒体动态变化改变睡眠若线粒体分裂与融合之间的平衡变化是纠正NADH供应与ATP需求不匹配（这种不匹配会导致睡眠压力升降）的反馈机制的一部分3⁶、⁴⁴、⁴⁵，那么在dFBNs中通过实验诱导这些稳态反应，应该会改变睡眠设定点：线粒体碎片化预计会减少睡眠时长和深度，而线粒体融合预计会增加睡眠时长和深度。

线粒体融合后，AgRP神经元的电输出增加，以促进体重增加和脂肪沉积⁵⁷，正如线粒体融合后dFBNs的电输出增加以促进睡眠一样。

这些基因表达变化伴随着线粒体碎片化、线粒体自噬增强，以及线粒体与内质网之间接触数量的增加，从而形成补充过氧化脂质⁵的通道3、⁴。

结果表明，这些“小鼠运动员”的雄性后代即使从未运动，也在跑步机测试中表现出更强的耐力——平均比对照组跑得更久、更远，肌肉中的线粒体数量也显著增加。

线粒体数量减少、能量代谢变慢、炎症水平升高，这一切都在悄然削弱身体的功能。

同时，刚地弓形虫感染还会促进线粒体融合，通过限制寄生虫获取脂肪酸来保护宿主[15]。

线粒体是细胞内的能量工厂，也是解开生命过程和疾病研究的关键因素，MitochondrialCommunications作为一个集结线粒体生物学中前沿性观点的平台，致力于促进以线粒体健康为导向的跨学科研究，旨在快速发表高质量、经过严格同行评审的研究文章、综述及评论。

在dFBNs中，促进线粒体分裂或融合所产生的显著且相反的行为后果（图4b-d），与低或高睡眠压力的既定生物物理特征密切相关⁵、31。

而这些miRNA就像“精准导弹”，在胚胎中抑制NCoR1，使得关键调控因子PGC-1α得以充分发挥作用，从而促进线粒体的生成与能量代谢。

线粒体整合应激反应由线粒体应激触发，涉及细胞核内转录程序的激活和代谢组的重塑，二者共同促进合成代谢修复与生长通路[5]。

以往研究已发现线粒体在细胞抵御刚地弓形虫中的作用。

线粒体是细胞内的细胞器，在生物代谢过程中发挥着关键且多样的作用。