2023 年 3 月 8 日
科隆大学
一项新研究首次表明线粒体代谢物与炎症反应激活之间存在联系。线粒体是我们细胞的功能单位，它完成重要的任务，即化学反应，以保证细胞的功能。这些任务之一是产生细胞生长和繁殖所需的能量。如果线粒体中的某些化学反应发生变化，就会发生疾病。例如，克雷布斯循环（线粒体中最重要的代谢途径之一）中富马酸水合酶（FH）的缺乏会导致人类罹患侵袭性肾癌。FH 损失会导致富马酸分子的积累，从而导致癌症的发生。因此，富马酸盐被称为致癌代谢物，简称“致癌代谢物”。
由亚历山大·冯·洪堡 (Alexander von Humboldt) 教授、克里斯蒂安·弗雷扎 (Christian Frezza) 博士领导的研究小组（曾在英国剑桥大学工作，现就职于科隆大学 CECAD 衰老研究卓越集群）现已共同开发出一种新的小鼠和细胞模型与剑桥大学Prudent教授领导的研究小组合作，加深对侵袭性肾癌的认识。在模型中，科学家可以暂时控制富马酸水合酶基因的沉默。科学家们结合高分辨率成像技术和精确的生化实验，证明富马酸盐会导致线粒体损伤。这反过来又在称为线粒体衍生囊泡的小囊泡中释放线粒体的遗传物质。这些充满线粒体 DNA (mtDNA) 和 RNA (mtRNA) 的囊泡会引发免疫反应，最终导致炎症。该研究题为“富马酸诱导线粒体DNA的囊泡释放以驱动先天免疫”，发表在自然。
“我们的研究首次表明线粒体代谢物与炎症发作之间存在相关性，炎症可能是癌症和自身免疫性疾病的触发因素，”弗雷扎教授说。“基于这些发现，我们现在可以研究治疗患者的新方法，这有望在未来开发出治疗癌症患者的新治疗策略。”
此外，都柏林三一生物医学科学研究所的卢克·奥尼尔教授领导的一个小组与克里斯蒂安·弗雷扎的研究小组合作，在巨噬细胞中描述了类似的机制。巨噬细胞是负责消除有害微生物的身体细胞。研究人员发现，巨噬细胞线粒体释放的线粒体 RNA（而不是 DNA）是炎症的主要触发因素。“巨噬细胞富马酸水合酶抑制 mtRNA 介导的干扰素产生”的研究也发表在《自然》杂志上。
该研究是在剑桥大学和科隆大学的 CECAD 老龄化研究卓越集群进行的。它由英国癌症研究中心、欧洲研究委员会、德国研究基金会 (DFG)、亚历山大·冯·洪堡基金会和医学研究委员会资助。这项合作研究是在爱尔兰都柏林三一生物医学科学研究所卢克·奥尼尔的实验室进行的。