陳靜海研究員團(tuán)隊(duì)揭示心肌細(xì)胞線粒體蛋白翻譯缺陷觸發(fā)的線粒體與細(xì)胞核的信號(hào)互作網(wǎng)絡(luò)調(diào)控機(jī)制

2023年3月22日，浙江大學(xué)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究院陳靜海研究員團(tuán)隊(duì)聯(lián)合浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第二醫(yī)院王建安教授團(tuán)隊(duì)、哈佛醫(yī)學(xué)院/南佛羅里達(dá)大學(xué)王大之教授團(tuán)隊(duì)在《自然·通訊》（Nature Communications）在線發(fā)表題為“A defect in mitochondrial protein translation influences mitonuclear communication in the heart”的研究論文（DOI：10.1038/s41467-023-37291-5），揭示了線粒體核糖體蛋白S5（MRPS5）在心臟發(fā)育與生理功能中的重要作用。

研究表明，心肌細(xì)胞缺失MRPS5引起線粒體自身編碼蛋白翻譯進(jìn)程停滯、線粒體結(jié)構(gòu)破壞，導(dǎo)致線粒體氧化磷酸化代謝產(chǎn)能異常，心臟能量耗竭。同時(shí)MRPS5的缺失啟動(dòng)線粒體與細(xì)胞核的信號(hào)互作調(diào)控，通過(guò)調(diào)控代謝物L(fēng)-苯丙氨酸與轉(zhuǎn)錄因子c-myc軸，以及腺苷一磷酸（AMP）與轉(zhuǎn)錄因子cAMP反應(yīng)元件結(jié)合蛋白1（CREB1）軸，抑制下游核內(nèi)關(guān)鍵靶基因Kruppel樣轉(zhuǎn)錄因子（Klf15）基因表達(dá)。而Klf15表達(dá)下調(diào)影響支鏈氨基酸降解通路以及心肌肥厚等病理進(jìn)程和心臟功能。通過(guò)腺相關(guān)病毒9介導(dǎo)的基因治療在MRPS5缺失的心臟中補(bǔ)充Klf15，可抑制心肌肥厚與心臟纖維化等病理進(jìn)程，保護(hù)心臟功能。該研究揭示了心肌中線粒體自身蛋白翻譯機(jī)制缺陷觸發(fā)線粒體與細(xì)胞核間的級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)調(diào)控，為線粒體缺陷型心肌病及心力衰竭治療提供了新的潛在靶標(biāo)和理論基礎(chǔ)。

高峰博士和梁甜博士研究生為論文第一作者。研究獲得國(guó)家自然科學(xué)基金、浙江省自然科學(xué)基金資助。