北京大学分子医学研究所王显花课题组揭示线粒体炫调控心脏ATP稳态平衡

 ATP是细胞的能量货币，也是很多生命过程的紧张旌旗灯号物质。心理条件下，细胞的ATP浓度通常维持在十分稳固的水平，尤其是对于高耗能的心脏，剧烈活动时，其ATP的产生与消费发生5-10倍的转变，而其ATP浓度却保持不变。那么心脏是如何维持ATP稳态平衡的？这看似简单的科学难题困扰着研究者们几十年。近日，北京大学分子医学研究所王显花课题组与中国第四军医大学岑岭课题组合作,发现“线粒体炫（mitochondrial flash）”是心脏中ATP稳态平衡的一个紧张调控旌旗灯号，有用控制着心脏的ATP水平。相干成果于7月11日在eLIFE在线发表，并且同期配有相干评论文章（eLIFE insight）。

线粒体是真核细胞ATP的能量工厂，心肌细胞所需的ATP90%来源于线粒体。程和平课题组于2008年首次发现线粒体自觉产生着线粒体炫旌旗灯号，它是单个线粒体水平的量子化旌旗灯号，含有活性氧激增、基质瞬时碱化、膜电位瞬时降落等多重转变，时程为数十秒，是新情势的线粒体基本功能事件。基于此，研究者探讨了线粒体炫是否是寻觅已久的心脏ATP稳态的调控旌旗灯号。

研究者发如今星散的线粒体系统中，线粒体炫能克制ATP的产生。在心肌细胞水平，线粒体炫频率与ATP产生与消费的失衡密切相干。现代谢底物增长，使得ATP产能进步时，线粒体炫频率增长；反之，当加速心肌细胞收缩，增长ATP消费时，线粒体炫频率降低，从而使得细胞的ATP维持在稳固水平。令人惊讶的是，人为上调或者下调线粒体炫的频率，而不改变ATP供求水平，就足以反向调控心肌细胞ATP的稳态浓度。研究者提出，线粒体炫就如同ATP能量工厂的安全阀，以负反馈的体例细密调控心脏ATP的稳态平衡。

该工作从一个全新的视角探索了心脏ATP稳态平衡的机制，为解答这一生物能量代谢领域的基本题目提供了一个新概念。

本文共同第一作者为王显花副研究员（北京大学）、张星博士（第四军医大学）和吴迪博士（北京大学），通信作者为王显花副研究员（北京大学）和岑岭教授（第四军医大学）。该项目得到973计划以及国家天然科学基金的支撑。

线粒体炫调控心脏ATP稳态平衡

编辑：拉丁