遷移體介導(dǎo)線粒體質(zhì)量控制
線粒體是細(xì)胞內(nèi)最重要的細(xì)胞器之一，而細(xì)胞內(nèi)存在多種線粒體質(zhì)量控制的機(jī)制，從而維持細(xì)胞內(nèi)線粒體的穩(wěn)態(tài)。線粒體損傷較小時(shí)可以通過線粒體融合、線粒體外膜出泡（MDV）等方式改善線粒體狀態(tài)。而線粒體自噬以及線粒體蛋白酶降解途徑，主要是用來清理細(xì)胞內(nèi)損傷嚴(yán)重的線粒體。而受損嚴(yán)重的線粒體如果不能被及時(shí)清理，則會釋放大量的死亡因子，從而影響周圍健康線粒體的穩(wěn)態(tài)維持，并可能誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。
2021年5月27日，清華大學(xué)生命學(xué)院俞立教授實(shí)驗(yàn)室在Cell上發(fā)表了題為“線粒體分泌，一種遷移體介導(dǎo)的線粒體質(zhì)量控制機(jī)制 (Mitocytosis, a migrasome mediated mitochondrial quality control process)”的研究論文。該論文報(bào)道了一種全新的線粒體質(zhì)量控制機(jī)制——線粒體分泌（Mitocytosis），其參與調(diào)控細(xì)胞內(nèi)線粒體的穩(wěn)態(tài)維持。這項(xiàng)工作也第一次揭示了遷移體（migrasome）的細(xì)胞自主性的功能。
在本研究中，研究者通過電鏡觀察發(fā)現(xiàn)遷移體內(nèi)存在線粒體，且這些線粒體明顯異常于細(xì)胞內(nèi)正常的線粒體，而在正常培養(yǎng)條件下，其遷移體內(nèi)的線粒體并不太多。研究者嘗試在線粒體刺激下，是否會有更多的線粒體進(jìn)入遷移體內(nèi)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：線粒體刺激以及細(xì)胞饑餓都可以明顯增加遷移體內(nèi)的線粒體的數(shù)量。研究者將細(xì)胞通過遷移體將線粒體釋放出去的這一現(xiàn)象命名為Mitocytosis，把包含有線粒體的遷移體命名為Mitosome。研究者發(fā)現(xiàn)KIF5B、Myosin19及Drp1通過調(diào)控線粒體的運(yùn)輸、定位及分裂，從而介導(dǎo)線粒體的分泌，而Dynein的敲低也可以誘導(dǎo)線粒體進(jìn)入遷移體內(nèi)。研究者發(fā)現(xiàn)在外界刺激下，進(jìn)入遷移體內(nèi)的線粒體大部分是受損的，受損線粒體進(jìn)入遷移體的機(jī)制是，受損線粒體與KIF5B結(jié)合增強(qiáng)而與Dynein的結(jié)合變?nèi)?，受損的線粒體更容易被KIF5B運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞邊緣而進(jìn)入遷移體。研究者通過對線粒體的膜電位及呼吸水平的研究，發(fā)現(xiàn)Mitocytosis可以維持細(xì)胞內(nèi)的線粒體穩(wěn)態(tài)，因此Mitocytosis可以作為線粒體質(zhì)量控制的新方式。為了研究Mitocytosis的生理意義，研究者使用小鼠活體觀察，發(fā)現(xiàn)中性粒細(xì)胞在血管中遷移時(shí)會產(chǎn)生大量遷移體，并且也伴隨著Mitocytosis發(fā)生。Mitocytosis通過調(diào)控中性粒細(xì)胞的線粒體穩(wěn)態(tài)，從而影響循環(huán)中性粒細(xì)胞在血管中的存活。
清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院俞立教授為該論文的通訊作者。2016級博士焦海峰與博士后姜東為該論文的共同第一作者。清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院胡曉瑜、杜萬青、李曉鵬、鐘丘實(shí)、王暄、李英、張靜和常在，清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院胡小玉教授及其實(shí)驗(yàn)室吉亮亮、楊宇卓，北京大學(xué)博士研究生彭冰，汪春暉和博士后翁健莉?qū)Ρ疚挠兄匾暙I(xiàn)。
俞立教授的研究方向是細(xì)胞生物學(xué)，自實(shí)驗(yàn)室成立以來，一直從事自噬領(lǐng)域的研究，最近，實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)了新的細(xì)胞器遷移體，目前對其分子機(jī)制與生理功能進(jìn)行深入的研究。細(xì)胞自噬領(lǐng)域的研究曾入選2012年中國科學(xué)十大進(jìn)展，俞立教授也于2013年獲談家楨生命科學(xué)創(chuàng)新獎(jiǎng)，2021年獲得中國細(xì)胞生物學(xué)學(xué)會杰出成就獎(jiǎng)。
該研究受到國家自然科學(xué)基金（基金號：92054301、31790401、32030023），北京市科學(xué)技術(shù)委員會基金（基金號：Z201100005320019），中國科學(xué)技術(shù)部基金（基金號：2017YFA0503404 、2016YFA0500202）等資助。
細(xì)胞通過遷移體將受損線粒體清理出去，從而維持細(xì)胞內(nèi)線粒體的穩(wěn)態(tài)
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.04.027
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