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发产生着线粒体炫信号,它是单个线粒体水平的量子化信号,含有活性氧激增、基质瞬时碱化、膜电位瞬时下降等多重变化,时程为数十秒,是新形式的线粒体基本功能事件。基于此,研究者探究了线粒体炫是否是寻觅已久的心脏ATP稳态的调控信号。
研究者发现在分离的线粒体体系中,线粒体炫能抑制ATP的产生。在心肌细胞水平,线粒体炫频率与ATP产生与消耗的失衡密切相关。当代谢底物增加,使得ATP产能提高时,线粒体炫频率增加;反之,当加速心肌细胞收缩,增加ATP消耗时,线粒体炫频率降低,从而使得细胞的ATP维持在稳定水平。令人惊奇的是,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,以负反馈的方式精密调控心脏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问题提供了一个新概念。
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),通讯作者为王显花副研究员(北京大学)和高峰教授(第四军医大学)。该项目得到973计划以及国家自然科学基金的支持。

线粒体炫调控心脏ATP稳态平衡
编辑:拉丁
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