代谢疾病新方向 中国科学家首次发现线粒体“熔断”

中新社报导，天津医科大学王霆课题组等合作的一项最新研究成果，首次揭示线粒体中存在一种类似“熔断机制”的NAD水解代谢反应及其关键水解酶 SelO。该成果9日线上发表于国际学术期刊《细胞》(Cell)上，为理解线粒体稳态维持及代谢性疾病机制提供了全新视角。

线粒体作为细胞的“动力核心”，负责将营养物质转化为能量。在此过程中，小分子NAD扮演“能量搬运车”的关键角色。然而，当能量生产超载时，线粒体会面临损伤风险。

研究团队通过系统解析NAD的蛋白互作谱，首次发现并证实了线粒体NAD水解酶SelO的存在。在代谢应激状态下，SelO可被启动，以锰离子依赖的方式将NAD水解。这一反应能有效降解NAD，从而“反向”抑制线粒体内过度的产能代谢，如同为“发电站”安装了一个自动“熔断机制”，避免因持续高强度运转造成的损伤，维持线粒体基质pH稳态。

研究进一步阐明，SelO在肝脏中的丰度远高于其他组织。动物实验显示，肝脏中缺失SelO的小鼠，虽脂质积累有所下降，但出现了明显的线粒体异常、炎性细胞浸润增加和肝损伤生化指标升高等表型，凸显了SelO在保护肝细胞线粒体方面的重要作用。

值得注意的是，SelO的活性依赖于其结构中的硒代半胱氨酸。当细胞硒元素不足时，SelO蛋白表达为不含硒代半胱氨酸的无NAD水解酶活性亚型。这一发现也提示，硒元素的摄入丰度与机体线粒体健康之间存在密切关联。

研究团队认为，这项发现不仅揭示了全新的线粒体NAD调控机制，也为理解线粒体功能稳态、代谢适应及相关疾病提供了重要见解。