脂质代谢是维持人体能量平衡与细胞正常功能的重要基础,而脂质代谢紊乱与线粒体功能障碍则是肥胖、糖尿病、心血管疾病及神经退行性疾病发生发展的重要病理因素,长期以来一直是是生命科学与药理学领域的研究热点。近日,南华大学药学院王姝之博士、陈临溪教授团队在国际知名药理学期刊《Pharmacological Research》(药学一区Top期刊,IF=12.2)发表了题为《Mechanisms of lipid droplet-mitochondria interactions and their roles in diseases》的综述论文,系统阐述了脂滴-线粒体相互作用的分子调控机制,深入剖析了其在脂质代谢、能量稳态、氧化应激及多种疾病发生发展中的重要作用,为揭示代谢紊乱相关疾病的发病机制及探索新型药物治疗靶点提供了新的研究思路。
脂滴-线粒体互作在维持细胞脂质代谢与能量稳态过程中发挥着关键作用,其动态平衡一旦被打破,可能成为诱发多种代谢相关疾病的“隐形推手”。从分子机制来看,脂滴作为细胞内脂质储存的“能量仓库”,能够通过特定的膜接触位点与线粒体建立紧密联系,实现脂肪酸的高效转运与代谢利用。当二者功能受损时,脂肪酸的储存与氧化利用失衡,导致细胞内脂质异常积累和线粒体功能障碍。这种异常状态可通过多种途径加剧细胞损伤:一方面,脂滴包被蛋白PLIN5、线粒体融合蛋白Mfn2、小GTP酶Rab8a等关键调控蛋白功能异常,可破坏脂滴与线粒体之间的代谢耦联,干扰脂肪酸转运及β-氧化,造成脂质代谢紊乱与能量供应障碍;另一方面,脂质代谢失衡可诱导活性氧(ROS)过度生成,激活氧化应激反应,进一步引发脂质过氧化和铁死亡,形成一条清晰的“脂滴-线粒体-ROS” 恶性循环轴,最终促进细胞功能障碍及相关疾病的发生发展。此外,脂滴-线粒体互作还可通过调控细胞自噬、线粒体质量控制及氧化还原稳态,影响细胞对代谢应激的适应能力。当两者之间的功能联系受到破坏时,脂质代谢紊乱与线粒体损伤相互作用,可进一步加剧氧化应激和炎症反应,促进代谢性疾病、心血管疾病及神经退行性疾病的发生发展。基于对脂滴-线粒体互作分子机制及其病理作用的系统梳理,该文章也为相关疾病的临床防治与药物研发提供了新的研究方向。在疾病防治方面,PLIN5、Mfn2及Rab8a等关键调控蛋白有望成为评估脂质代谢异常及线粒体功能障碍的潜在分子标志物,为疾病风险评估和早期干预提供参考;在治疗领域,靶向调控脂滴-线粒体之间的动态联系,有望通过改善脂肪酸转运与氧化利用、恢复线粒体功能及减轻氧化应激损伤,延缓相关疾病的病理进程。不仅如此,该研究还为创新药物研发提供了新的思路,未来可围绕PLIN5、Mfn2等关键分子,结合小分子药物、基因编辑及代谢干预等策略,探索精准调控细胞器互作的新型治疗手段,为相关疾病的靶向治疗提供新的候选靶点与干预策略。
该论文由南华大学药学院丁阳、谢效宏、南华大学公卫学院李阳坤等共同完成,南华大学药学院王姝之、陈临溪及王宗保为共同通讯作者,南华大学药学院、南华大学附属第一医院为主要署名研究单位。
南华大学心血管分子靶标药理学与新药创制团队简介:
南华大学陈临溪教授领衔的心血管分子靶标药理学与新药创制团队,立足生命科学前沿,聚焦疾病发生发展的分子机制与创新药物研发,致力于打造特色鲜明、具有国际影响力的分子药理学研究团队。团队以细胞器互作与代谢稳态调控为重要研究方向,深入探索脂质代谢重编程、线粒体功能障碍及氧化应激在疾病进展中的关键作用,并在国际上率先提出高尔基体自噬及高尔基体医学概念。近年来,团队在《Journal of Advanced Research》《Pharmacological Research》等国际高水平期刊发表系列研究成果,承担多项国家级科研项目。未来,团队将持续深化原创性机制研究,加快关键分子靶标发现与成果转化,为重大疾病精准防治和创新药物研发提供科技支撑。
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