“线粒体”研究揭示血液中肺纤维化潜在检测和治疗方法

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中国科学院生物物理研究所秦燕课题组和天津医科大学总医院合作发现，在肺纤维化患者血液中，呼吸链复物体V降低与转化生长因子（TGF-β）升高相关。相关研究近日发表于《信号转导与靶向治疗》。

肺纤维化（PF）是由肺泡再上皮化失败和成纤维细胞活化并伴炎症损伤、组织结构破坏为特征的肺部疾病，可通过胸部高分辨率计算机断层扫描诊断，但仍需要基于血液的生物标志物。科学家一直在寻找如何在共同致病机制的基础上实现早期有效诊断和治疗的方法。

研究者通过对上皮细胞机制进行研究，发现TGF-β超负荷导致的纤维化形态，同时可引起线粒体功能障碍和呼吸链复合物V（complex V）减少，并伴有内嵴变形和活性氧自由基（ROS）的爆发。

进一步实验表明，翻译调控是最佳调控途径，细胞质和线粒体翻译之间存在失衡。信号PI3K-mTOR的增加促进了细胞翻译，增加了多核糖体比例，但由于ROS不耐受，细胞核糖体总数减少；但线粒体核糖体保持稳定和耐受。

两种翻译系统的蛋白质产物的量和稳定性不同，导致核和线粒体编码的呼吸链复合物亚基的表达失衡，特别是complex V。吡非尼酮的治疗挽救了complex V功能，从而抑制了TGF-β诱导引起的肺纤维化。

因此，TGF-β+/ complex V-表达异常导致的线粒体损伤和纤维化发生，提示在人血中存在肺纤维化诊断生物标志物和针对complex V的新的治疗方法。

秦燕为本文独立通讯作者，天津医科大学总医院张娜、生物物理所博士研究生赵遵岭、天津医科大学博士研究生赵音、生物物理所博士研究生杨磊为本文共同第一作者。天津医科大学总医院魏蔚主任为本文患者数据采集提供了帮助，生物物理所陈润生院士为本文做出了指导，生物物理所冯韵工程师为本文图像处理提供了技术帮助，生物物理所生物成像平台和实验动物平台为该研究提供了技术支持。该研究获得国家重点研发计划、国家自然科学基金资助。

文章链接：https://www.nature.com/articles/s41392-023-01370-2

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