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中國科學(xué)院生物物理研究所秦燕課題組和天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院合作發(fā)現(xiàn)，在肺纖維化患者血液中，呼吸鏈復(fù)物體V降低與轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子（TGF-β）升高相關(guān)。相關(guān)研究近日發(fā)表于《信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與靶向治療》。
肺纖維化（PF）是由肺泡再上皮化失敗和成纖維細(xì)胞活化并伴炎癥損傷、組織結(jié)構(gòu)破壞為特征的肺部疾病，可通過胸部高分辨率計(jì)算機(jī)斷層掃描診斷，但仍需要基于血液的生物標(biāo)志物?？茖W(xué)家一直在尋找如何在共同致病機(jī)制的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)早期有效診斷和治療的方法。
研究者通過對(duì)上皮細(xì)胞機(jī)制進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)TGF-β超負(fù)荷導(dǎo)致的纖維化形態(tài)，同時(shí)可引起線粒體功能障礙和呼吸鏈復(fù)合物V（complex V）減少，并伴有內(nèi)嵴變形和活性氧自由基（ROS）的爆發(fā)。
進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)表明，翻譯調(diào)控是最佳調(diào)控途徑，細(xì)胞質(zhì)和線粒體翻譯之間存在失衡。信號(hào)PI3K-mTOR的增加促進(jìn)了細(xì)胞翻譯，增加了多核糖體比例，但由于ROS不耐受，細(xì)胞核糖體總數(shù)減少；但線粒體核糖體保持穩(wěn)定和耐受。
兩種翻譯系統(tǒng)的蛋白質(zhì)產(chǎn)物的量和穩(wěn)定性不同，導(dǎo)致核和線粒體編碼的呼吸鏈復(fù)合物亞基的表達(dá)失衡，特別是complex V。吡非尼酮的治療挽救了complex V功能，從而抑制了TGF-β誘導(dǎo)引起的肺纖維化。
因此，TGF-β+/ complex V-表達(dá)異常導(dǎo)致的線粒體損傷和纖維化發(fā)生，提示在人血中存在肺纖維化診斷生物標(biāo)志物和針對(duì)complex V的新的治療方法。
圖 呼吸鏈復(fù)合物V降低提示肺纖維化患者胞質(zhì)/線粒體翻譯失衡和對(duì)ROS爆發(fā)的不同耐受性
秦燕為本文獨(dú)立通訊作者，天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院張娜、生物物理所博士研究生趙遵嶺、天津醫(yī)科大學(xué)博士研究生趙音、生物物理所博士研究生楊磊為本文共同第一作者。天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院魏蔚主任為本文患者數(shù)據(jù)采集提供了幫助，生物物理所陳潤(rùn)生院士為本文做出了指導(dǎo)，生物物理所馮韻工程師為本文圖像處理提供了技術(shù)幫助，生物物理所生物成像平臺(tái)和實(shí)驗(yàn)動(dòng)物平臺(tái)為該研究提供了技術(shù)支持。該研究獲得國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金資助。
文章鏈接：https://www.nature.com/articles/s41392-023-01370-2
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