线粒体蛋白质组学研究进展(一)

基金项目：天津市教委科研计划项目（２０２２ＫＪ１６７）；北京中医药大学孙思邈研究院２０２１年度中医药科研计划资助项目（ＳＳＭＹＪＹ ２ ２０２１ ０４）；天津中医药大学第一附属医院“拓新工程”基金科研项目（ＺＤ２０２１０９）通信作者：庞树朝，Ｅ ｍａｉｌ：ｄａｓｈｕ１９８６０１＠１６３．ｃｏｍ线粒体动力相关蛋白１与动脉粥样硬化研究进展刘小雨　庞树朝　江杨杨　王丽欣（天津中医药大学第一附属医院国家中医针灸临床医学研究中心，天津３００１９３）【摘要】线粒体动力学是指线粒体通过分裂和融合维持线粒体网络的动态平衡并为细胞提供能量，多种因素诱导下引发的线粒体动力学失衡，尤其是线粒体分裂异常与动脉粥样硬化（ＡＳ）进展密切相关。

而动力相关蛋白１（Ｄｒｐ１）是介导线粒体分裂的最关键蛋白，Ｄｒｐ１在ＡＳ中表达增加与内皮细胞衰老、血管平滑肌细胞增殖和迁移及向成骨样细胞转化、巨噬细胞参与的胆固醇外流及炎症反应等ＡＳ相关病理因素相互影响，加速疾病进程。

此外，Ｄｒｐ１的抑制剂及部分中药提取物被证明依赖于Ｄｒｐ１途径减缓ＡＳ进程。

现就Ｄｒｐ１的结构与活性调控、其在ＡＳ进展中的关键作用及靶向Ｄｒｐ１治疗ＡＳ的研究现状加以阐述。

【关键词】动脉粥样硬化；线粒体；动力相关蛋白１【ＤＯＩ】１０ １６８０６／ｊ．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎ．１００４ ３９３４ ２０２４ ０１ ０１８Ｄｙｎａｍｉｎ ＲｅｌａｔｅｄＰｒｏｔｅｉｎ１ａｎｄＡｔｈｅｒｏｓｃｌｅｒｏｓｉｓＬＩＵＸｉａｏｙｕ，ＰＡＮＧＳｈｕｃｈａｏ，ＪＩＡＮＧＹａｎｇｙａｎｇ，ＷＡＮＧＬｉｘｉｎ（ＦｉｒｓｔＴｅａｃｈｉｎｇＨｏｓｐｉｔａｌｏｆＴｉａｎｊｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｒａｄｉｔｉｏｎａｌＣｈｉｎｅｓｅＭｅｄｉｃｉｎｅ，ＮａｔｉｏｎａｌＣｌｉｎｉｃａｌＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｆｏｒＣｈｉｎｅｓｅＭｅｄｉｃｉｎｅＡｃｕｐｕｎｃｔｕｒｅａｎｄＭｏｘｉｂｕｓｔｉｏｎ，Ｔｉａｎｊｉｎ３００１９３，Ｃｈｉｎａ）【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌｄｙｎａｍｉｃｓｒｅｆｅｒｓｔｏｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌｆｉｓｓｉｏｎａｎｄｆｕｓｉｏｎｉｎｏｒｄｅｒｔｏｍａｉｎｔａｉｎｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｂａｌａｎｃｅｏｆｔｈｅｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌｎｅｔｗｏｒｋａｎｄｐｒｏｖｉｄｅｅｎｅｒｇｙｔｏｔｈｅｃｅｌｌ．Ｔｈｅａｄｖａｎｃｅｍｅｎｔｏｆａｔｈｅｒｏｓｃｌｅｒｏｓｉｓ（ＡＳ）ｉｓｄｉｒｅｃｔｌｙｌｉｎｋｅｄｔｏａｎｉｍｂａｌａｎｃｅｉｎｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌｄｙｎａｍｉｃｓｃａｕｓｅｄｂｙａｖａｒｉｅｔｙｏｆｃａｕｓｅｓ，ｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙａｂｎｏｒｍａｌｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌｆｉｓｓｉｏｎ．Ｄｙｎａｍｉｃｒｅｌａｔｅｄｐｒｏｔｅｉｎ１（Ｄｒｐ１）ｉｓｔｈｅｍｏｓｔｃｒｉｔｉｃａｌｐｒｏｔｅｉｎｔｈａｔｍｅｄｉａｔｅｓｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌｄｉｖｉｓｉｏｎ．ＴｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｄｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆＤｒｐ１ｉｎＡＳｉｎｔｅｒａｃｔｓｗｉｔｈｐａｔｈｏｌｏｇｉｃａｌｆａｃｔｏｒｓｒｅｌａｔｅｄｔｏＡＳ，ｓｕｃｈａｓｅｎｄｏｔｈｅｌｉａｌｃｅｌｌｓｅｎｅｓｃｅｎｃｅ，ｐｒｏｌｉｆｅｒａｔｉｏｎａｎｄｍｉｇｒａｔｉｏｎｏｆｖａｓｃｕｌａｒｓｍｏｏｔｈｍｕｓｃｌｅｃｅｌｌｓ，ａｎｄｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｔｏｏｓｔｅｏｂｌａｓｔ ｌｉｋｅｃｅｌｌｓ，ｍａｃｒｏｐｈａｇｅ ｉｎｖｏｌｖｅｄｃｈｏｌｅｓｔｅｒｏｌｅｆｆｌｕｘａｎｄｉｎｆｌａｍｍａｔｉｏｎ，ｔｈｅｒｅｂｙａｃｃｅｌｅｒａｔｉｎｇｔｈｅｄｉｓｅａｓｅｐｒｏｇｒｅｓｓｉｏｎ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓｏｆＤｒｐ１ａｎｄｓｏｍｅｈｅｒｂａｌｅｘｔｒａｃｔｓｈａｖｅｂｅｅｎｓｈｏｗｎｔｏｂｅｄｅｐｅｎｄｅｎｔｏｎｔｈｅＤｒｐ１ｐａｔｈｗａｙｔｏｄｅｃｅｌｅｒａｔｅＡＳｐｒｏｇｒｅｓｓｉｏｎ．ＴｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｅｌａｂｏｒａｔｅｓｏｎｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄａｃｔｉｖｉｔｙｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｏｆＤｒｐ１，ｉｔｓｋｅｙｒｏｌｅｉｎｔｈｅｐｒｏｇｒｅｓｓｉｏｎｏｆＡＳ，ａｎｄｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｓｔａｔｕｓｏｆｔａｒｇｅｔｅｄＤｒｐ１ｔｈｅｒａｐｙｆｏｒＡＳ．【Ｋｅｙｗｏｒｄｓ】Ａｔｈｅｒｏｓｃｌｅｒｏｓｉｓ；Ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉｏｎ；Ｄｙｎａｍｉｎ ｒｅｌａｔｅｄｐｒｏｔｅｉｎ１ 心血管疾病发病率逐年上升，２０１９年在农村和城市中心血管疾病分别占中国居民死因的４６．７４％和４４．２６％，中国正面临人口老龄化和代谢危险因素的双重压力，心血管疾病负担仍将持续增加［１］。

线粒体基因组和代谢组的研究线粒体是细胞内的一个重要器官，是细胞内的能量中心。

线粒体内含有线粒体基因组，其中包含有许多与细胞代谢相关的基因。

在现代科学技术的支持下，线粒体基因组和代谢组的研究越发深入，这对于人类的健康和医学等方面具有重要的意义。

一、线粒体基因组的研究线粒体基因组为圆形DNA分子，大小为16kb，编码有13个氧化磷酸化系统的蛋白质，以及22个tRNA和2个rRNA，与人类DNA的染色体有所不同。

线粒体DNA是源于细胞内外的古代细菌，与真核细胞的合并形成了现代细胞，至今已经存在了几十亿年。

在研究线粒体基因组时，我们可以通过扫描线粒体蛋白质的质谱图，得到包含有线粒体蛋白质以及氧化磷酸化系统的完整序列。

此外，也可以通过线粒体的比较基因组学研究来发现线粒体基因组的变异和演化。

二、代谢组学的研究代谢组学的研究目的在于探究生物体内的代谢物，如葡萄糖、氨基酸、核苷酸和脂质等的变化规律。

代谢组学可以研究生物体在不同情况下的代谢状态、代谢途径和代谢产物等信息。

与传统的蛋白质组学和基因组学一样，代谢组学是系统生物学研究的一部分。

它的相关应用领域包括药物研究、毒理学、营养学、医学和环境研究等。

代谢组学的核心技术是质谱和色谱分析技术，这些技术可以对生物样本进行快速、高效的代谢分析，并在短时间内解析出千种代谢物的产物。

利用代谢组学技术可以区分不同生物组织和不同疾病状态的代谢情况，这对于研究疾病的发病机制和诊断治疗具有很大帮助。

三、线粒体基因组和代谢组的研究进展及发展趋势作为与细胞代谢相关的中心，线粒体基因组在人类健康和医学方面的研究越发重要。

目前，线粒体基因组在一些重大疾病的研究中已经得到了广泛的应用。

近年来，随着代谢组学技术的发展，代谢组学研究在癌症、脑卒中、阿尔茨海默病等多种疾病中的应用越发广泛。

例如，在癌症代谢组学研究中，代谢物质的变化可以用于癌症诊断与治疗，这其中又涉及到线粒体代谢的相关研究。

当然，线粒体基因组和代谢组的研究离不开人类进行的基因组和代谢组的定量分析。

opa1 代谢组学OPA1代谢组学引言OPA1（Optic Atrophy 1）是一种负责线粒体融合的蛋白质，其突变会导致线粒体功能丧失和细胞凋亡，进而引发多种疾病。

近年来，随着代谢组学技术的发展，研究者们开始利用代谢组学方法来探索OPA1的功能和调控机制，以期从代谢角度揭示其与疾病的关联。

本文将就OPA1代谢组学研究的进展进行综述。

OPA1代谢组学技术代谢组学是一种研究生物体在特定条件下代谢产物的全面分析方法。

在OPA1代谢组学研究中，研究者们采用质谱和核磁共振等技术，分析OPA1突变体和野生型样本的代谢产物差异，以发现与OPA1功能和调控相关的代谢通路和关键分子。

OPA1代谢组学的应用OPA1突变与多种疾病的发生发展密切相关，如遗传性视神经病变等。

通过代谢组学研究，研究者们发现OPA1突变会导致线粒体能量代谢异常，包括氨基酸代谢、脂质代谢和糖代谢等。

此外，OPA1突变还与氧化应激和线粒体DNA损伤等生物学过程相关。

这些研究揭示了OPA1突变对细胞代谢的影响，为揭示其与疾病的关联提供了重要线索。

OPA1代谢组学研究的进展近年来，研究者们在OPA1代谢组学研究中取得了一系列重要进展。

首先，他们发现OPA1突变会导致线粒体膜电位下降和ATP合成减少，从而影响细胞能量代谢。

其次，他们发现OPA1突变会导致氨基酸代谢紊乱，特别是谷氨酸代谢异常。

此外，研究者们还揭示了OPA1突变与脂质代谢异常的关联，包括甘油磷脂和胆固醇代谢紊乱。

最后，他们还发现OPA1突变会导致糖代谢异常，包括葡萄糖、乳酸和丙酮酸等代谢物的积累。

OPA1代谢组学的意义和展望OPA1代谢组学研究为我们深入了解OPA1功能和调控的分子机制提供了重要线索。

通过揭示OPA1突变对细胞代谢的影响，我们可以进一步理解OPA1与疾病的关联，并探索新的治疗策略。

未来，我们可以进一步整合代谢组学与其他组学技术，如基因组学和蛋白质组学，以全面解析OPA1的功能和调控网络，为相关疾病的诊断和治疗提供新的思路。

线粒体蛋白质组学的研究进展【摘要】线粒体是真核细胞重要的细胞器，随着蛋白质组技术的进展和完善，一些新方式也被应用于线粒体蛋白质的研究，线粒体蛋白质组研究尽管已取得了一些功效，但线粒体蛋白质组数据库中的数据仍较匮乏，而且还有一些问题亟待解决和改善。

【关键词】线粒体；蛋白质组学人类体细胞中除红细胞，其他所有细胞均含有线粒体。

线粒体是真核细胞重要的细胞器，它不仅是机体的能量代谢中心，而且还参与多种重要的细胞病理进程。

线粒体拥有自己的DNA（mtDNA），能够进行转录、翻译蛋白质合成。

线粒体含有500～2 000种蛋白质，约占整个细胞蛋白质种类的5%~10%。

线粒体的蛋白质参与机体许多生理、病理进程，如参与电子传递和ATP合成、三羧酸循环、脂肪酸氧化、氨基酸降解等进程。

线粒体蛋白质结构与功能的改变与人类许多疾病相关，如退行性疾病、心脏病、衰老和癌症。

运用蛋白质组研究技术，从整体上研究这些蛋白质在生理及病理状态下的转变趋势及彼此关系，能够为线粒体作用机制的探讨提供新的有力的支持。

1 线粒体的超微结构和功能线粒体是机体细胞中重要的亚细胞器，它具有独特的超微结构和多种重要的生物学功能。

线粒体由两层膜包被，外膜滑腻，内膜向内折叠形成嵴，两层膜之间有腔，线粒体中央是基质。

基质内含有与三羧酸循环所需的全数酶类，内膜上具有呼吸链酶系及ATP酶复合体。

线粒体是细胞内氧化磷酸化和形成ATP的要紧场所，有细胞“动力工厂”之称。

线粒体合成的ATP供给几乎所有的细胞生理进程：从骨骼肌和心肌的收缩，到细胞膜跨膜离子梯度的维持、乃至激素和神经递质的分泌等。

另外，线粒体有自身的DNA和遗传体系，但线粒体基因组的基因数量有限，因此，线粒体只是一种半自主性的细胞器。

线粒体的要紧化学成份是蛋白质和脂类，其中蛋白质占线粒体干重的65%~70%，脂类占25%~30%。

在肝细胞线粒体中外膜、内膜、膜间隙和基质四个功能区，各蛋白质的含量依次为：基质67%，内膜21%，外膜8%，膜间隙4%。

线粒体自噬在糖尿病相关认知障碍中的研究进展2024（全文）摘要糖尿病相关认知障碍是在糖尿病病程中发生的认知功能减退，严重影响糖尿病患者的生活质量。

线粒体功能障碍是糖尿病相关认知障碍重要的发病机制之一。

线粒体自噬是线粒体质量控制体系的重要成分，起到清除细胞内受损线粒体、维持线粒体质量、保护线粒体功能的作用，对维持线粒体的健康形态与正常功能至关重要。

该文就线粒体自噬在糖尿病相关认知障碍中起到的作用和机制进行综述，以期为糖尿病相关认知障碍的防治提供理论依据。

认知障碍是糖尿病常见的合并症。

糖尿病显著增加了认知障碍相关疾病的风险［1 ］。

据报道，糖尿病使全因痴呆的风险增加1.25倍，阿尔茨海默病（Alzheimer′s disease，AD）风险增加1.43倍，血管性痴呆风险增加1.91倍［2 ］。

认知障碍导致糖尿病患者生活质量下降、经济负担增加，特别是在年幼患者和年老患者中，影响前者的神经功能发育、加剧后者的失能，增加家庭照护的负担［3 ］。

因此，探究糖尿病相关认知障碍的机制有助于为防治糖尿病相关认知障碍提供新的理论依据和研究方向。

线粒体功能障碍在糖尿病相关认知障碍中的作用日益凸显［4 , 5 ］。

认知功能的基础是高度依赖能量的神经元的生存与活动。

同时，神经胶质细胞和神经元之间的代谢合作，如神经递质再摄取、氧化应激防御和能量底物传递也依赖于能量可用性。

线粒体不仅负责能量生成，同时也产生活性氧（reactive oxygen species，ROS）、调控细胞内Ca 2+稳态、免疫反应和细胞凋亡等，对维持细胞生存至关重要。

线粒体自噬是细胞中一种选择性自噬的过程，是线粒体质量控制体系的重要组成成分，通过选择性清除受损线粒体，起到维持正常线粒体的数量与质量、保护线粒体功能的作用［6 ］。

线粒体自噬的异常是造成线粒体功能异常的机制之一。

因此，本文就线粒体自噬在糖尿病相关认知障碍中起到的作用和机制进行综述，以期为糖尿病相关认知障碍的防治提供新的方向与理论依据。

线粒体自噬受体蛋白BNIP3的研究进展*吴梦瑶1，张卉1，王陆2，姚咏明1△（1解放军总医院医学创新研究部转化医学研究中心，北京100853；2解放军总医院第一医学中心重症医学科，北京100853）Advances in study of mitophagy receptor protein BNIP3WU Mengyao1，ZHANG Hui1，WANG Lu2，YAO Yongming1△（1Translational Medicine Research Center， Medical Innovation Research Division of the Chinese PLA General Hospital，Beijing 100853， China；2Department of Critical Care Medicine， the First Medical Center of the Chinese PLA GeneralHospital， Beijing 100853， China. E-mail： c_ff@）［ABSTRACT］B-cell leukemia/lymphoma 2 （BCL-2）/adenovirus E1B 19 kD interacting protein 3 （BNIP3） is an atypical BCL-2 family protein containing the BCL-2 homology 3 （BH3）-only domain. As a mitophagy receptor， BNIP3 is a key factor of apoptosis. This review aims to outline the pathway of BNIP3-mediated mitophagy and its regulatory pathway at molecular level，and further discuss the involvement of BNIP3-mediated mitophagy in various human diseases，thereby providing a new direction for exploring clinical treatment strategies for these diseases.［关键词］BNIP3蛋白；线粒体自噬；线粒体；细胞凋亡［KEY WORDS］BNIP3 protein； mitophagy； mitochondria； apoptosis［中图分类号］R329.2+8； R363.2 ［文献标志码］A doi： 10.3969/j.issn.1000-4718.2023.03.020作为细胞的“能量工厂”，线粒体源源不断地生产三磷酸腺苷（adenosine triphosphate， ATP），参与细胞内多个生物合成过程，为机体细胞提供着支持生命活动过程所必需的能量，在调控细胞生长、代谢和死亡等方面发挥重要作用［1］。

网络出版时间：２０２３－０７－２５１０：１５：２７　网络出版地址：ｈｔｔｐｓ：／／ｌｉｎｋ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｕｒｌｉｄ／３４．１０８６．Ｒ．２０２３０７２４．１３４０．００４ＤＪ １调控线粒体功能研究进展倪晓晨１，２，于世龙１，刘延庆１，金　凤３（１．扬州大学医学院，国家中医药管理局胃癌毒邪论治重点研究室，２．扬州市中医院，３．扬州大学附属医院，江苏扬州　２２５００９）收稿日期：２０２３－０３－１０，修回日期：２０２３－０６－２５基金项目：国家自然科学基金青年基金项目（Ｎｏ８１９０３８５０），江苏省中医药科技发展计划项目（ＮｏＹＢ２０１９９２）作者简介：倪晓晨（１９９７－），男，硕士生，研究方向：中医内科学，Ｅｍａｉｌ：ｎｘｃ１９９７０１０３＠１６３．ｃｏｍ；金　凤（１９８９－），女，博士，硕士生导师，研究方向：中药抗肿瘤药理学，通信作者，Ｅ ｍａｉｌ：ｊｉｎｆｅｎｇ０５２２＠１２６．ｃｏｍｄｏｉ：１０．１２３６０／ＣＰＢ２０２２０３０６０文献标志码：Ａ文章编号：１００１－１９７８（２０２３）０８－１４０６－０６中国图书分类号：Ｒ３２９ ２４；Ｒ３４９ １；Ｒ３９４ ２；Ｒ７４２ ５；Ｒ９７７ ６摘要：ＤＪ １是ＰＡＲＫ７基因编码的蛋白，属于肽酶Ｃ５６蛋白质家族，ＰＡＲＫ７基因的缺陷会导致常染色体隐性遗传早发性帕金森症。

ＤＪ １蛋白是一个多功能蛋白，它可以作为一个积极的雄激素受体介导的转录调节子，也可以用作氧化还原敏感的分子伴侣，氧化应激传感器，还可以保护神经元免于氧化应激和细胞死亡。

此外，ＤＪ １还与线粒体自噬、能量代谢、线粒体稳态、内质网－线粒体结构偶联等生命过程有关。

然而目前，ＤＪ １蛋白的精确功能尚不是很清楚。

该文对ＤＪ １蛋白调控线粒体功能的作用、机制、分子基础展开综述，并结合临床疾病探讨其潜在价值，具有较好的时效性、必要性、创新性和科学性，也有助于为临床药物开发提供新的靶点和思路。