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miR-421调控了线粒体破裂和心肌梗塞

 来自青岛大学、中国医学科学院的研究人员证实,E2F1依赖性的miR-421通过靶向Pink1调控了线粒体破裂和心肌梗塞。这一研究发现发布在7月17日的《自然通讯》(Nature Communications)杂志上。

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青岛大学转化医学研究院院长李培峰(Pei-Feng Li)教授及中国医学科学院的张健(Jian Zhang)教授是这篇论文的共同通讯作者。李培峰教授曾在国际上首先提出“抗氧化酶自身被氧化”的新理论,是国际上少数几个最早将细胞凋亡引入心血管研究的科学家之一。


心肌梗塞是冠状动脉闭塞血流中断,使部分心肌因严重的持久性缺血而发生局部坏死。临床上有剧烈而较持久的胸骨后疼痛发热、白细胞增多、红细胞沉降率加快血清心肌酶活力增高及进行性心电图变化,可发生心律失常、休克或心力衰竭 。目前,心肌梗塞作为一种严重危害人民健康的心血管急症,而颇受关注。


心脏是人体内最大的耗能器官,线粒体是能量的主要来源。线粒体在心肌细胞中大量分布,约占心肌细胞总容积的40-60%。正常情况下,线粒体通过磷酸化产生三磷酸腺苷(ATP),为心肌细胞的正常收缩及代谢提供能量,并维持细胞内稳态。由于心脏本身的需氧特征,心肌细胞内的线粒体通过大量的非线性化学反应维持代谢的稳定性。


线粒体主要排列在相邻的肌原纤维间,且紧靠包膜下,该结构决定了线粒体可以准确地为心肌细胞的正常收缩提供能量。线粒体功能的稳定性对于心脏正常生理功能的维持尤为重要。线粒体破裂在心肌梗塞和心力衰竭等心脏病的发生发展中起着重要的作用。


MicroRNAs (miRNAs)是一类长度在20—22个核苷酸的单链非编码RNA分子,通过结合互补的信使RNAs (mRNAs)靶标,在转录后调节基因的表达,选择性降解mRNA或抑制蛋白质翻译。miRNA在生物体发育、细胞增殖与分化、激素分泌、肿瘤形成等广泛的过程中扮演着重要的角色。近年来随着对miRNA研究的深入,发现了许多与心脏发育及病理发生相关的miRNA,有助于我们进一步了解心血管疾病的病理生理机制。


这篇新文章中,研究人员证实E2F1、miR-421和Pink1之间相互作用调控了线粒体形态和心肌细胞死亡。Pink1可减少线粒体碎裂,并保护了心肌细胞免于凋亡。另一方面,miR-421可通过抑制Pink1促进心肌细胞线粒体破裂、凋亡和心肌梗塞。最后,他们证实转录因子E2F1激活了miR-421表达。下调E2F1可通过影响miR-421水平抑制线粒体破裂,凋亡和心肌梗塞。


这些研究结果确定了E2F1/miR-421/Pink信号轴是线粒体破裂和心肌细胞凋亡的一个调控因子,从而为心脏病的治疗提供了一些潜在的治疗靶点。


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