概述

线粒体（mitochondrion）是细胞内的一种重要细胞器，双膜结构，通常呈圆形至椭圆形，直径在0.5-1.0 μm左右。其主要功能是以三磷酸腺苷（ATP）的形式为细胞生命活动提供大量能量，被称为“细胞动力工厂”。除了产生大量能量外，线粒体还储存钙，可通过细胞信号传导介导细胞的生长和死亡。

线粒体有关疾病与健康

研究显示，多种疾病发生和发展与线粒体功能障碍有着紧密关联，包括神经退行性疾病（如帕金森病）、心血管系统疾病、糖尿病和DNA损伤有关的癌症等。当疾病发生过程中，线粒体可能发生形态结构的改变（如裂变和融合）、动力学失衡、线粒体ROS增加，线粒体DNA损伤等功能障碍。因此，线粒体在维持细胞内稳态、细胞调亡、信号转导等生命活动中发挥重要的作用^[1]。（https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22424226/）

线粒体稳态调节机制

线粒体可通过调节线粒体动力学、线粒体自噬、线粒体生物合成和蛋白质平衡来维持自身稳态。线粒体的生物合成是通过调节PGC1α和Nrf1/2通路影响线粒体DNA复制及核编码蛋白的合成，从而调控线粒体的生物合成。线粒体的严重损伤通过Parkin、Bnip3或Fundc1启动选择性线粒体自噬，由自噬体形成和溶酶体介导的降解完成（图1）^[2]。（https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33388396/）线粒体自噬与线粒体生物合成之间协调作用将受损线粒体清除，同时产生新线粒体，维持线粒体数量和质量，从而维持细胞内稳态。

图1 线粒体稳态调节^[2]

线粒体与炎症研究

细胞死亡过程中激活的许多促炎途径发生在线粒体外膜透化（MOMP）时，这是线粒体凋亡期间细胞死亡的关键决定点。透化的线粒体在一定程度上通过释放线粒体衍生的损伤相关分子模式（DAMP）来触发炎症。

线粒体DAMP包括线粒体DNA（mtDNA）、心磷脂、N-甲酰肽（NFP）和活性氧（ROS），以及代谢物，如三磷酸腺苷（ATP）和琥珀酸盐，这些DAMP可以在线粒体应激或损伤时释放（图2）。DAMP的缺失或暴露会激活多种免疫途径，包括I型干扰素和NF-κB靶基因的转录、炎性小体激活和免疫细胞的募集^[3]。（https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36447047/）

图2 线粒体衍生DAMP概述^[3]

参考文献：

[1] Nunnari J, Suomalainen A. Mitochondria: in sickness and in health. Cell. 2012 Mar 16;148(6):1145-59. doi: 10.1016/j.cell.2012.02.035. PMID: 22424226; PMCID: PMC5381524.

[2] Zhou H, Ren J, Toan S, Mui D. Role of mitochondrial quality surveillance in myocardial infarction: From bench to bedside. Ageing Res Rev. 2021 Mar;66:101250. doi: 10.1016/j.arr.2020.101250. Epub 2020 Dec 31. PMID: 33388396.

[3] Vringer E, Tait SWG. Mitochondria and cell death-associated inflammation. Cell Death Differ. 2023 Feb;30(2):304-312. doi: 10.1038/s41418-022-01094-w. Epub 2022 Nov 29. PMID: 36447047; PMCID: PMC9950460.