线粒体DNA修复与运动应激的研究进展与展望
2021-10-14丁树哲
张 喆,丁树哲*
(1.华东师范大学 “青少年健康评价与运动干预”教育部重点实验室,上海 200241;2.华东师范大学 体育与健康学院,上海 200241)
线粒体是细胞内重要的“能量工厂”,其通过多种信号传导途径与细胞的其余部分进行信号传递,以应对生理刺激、应激和生物事件引起的功能障碍(Chandel,2014;Goldenthal et al.,2004;Tait et al.,2012)。因此,线粒体质量对于维持细胞稳态、机体健康(Stewart et al.,2015;Van Houten et al.,2016;Zong et al.,2016)以及促进运动适应(戈哲 等,2019;张喆 等,2015;Safdar et al.,2016)有重要作用。哺乳动物细胞内的线粒体呈网络化分布,且始终处于动态变化中,需要通过线粒体质量控制(mitochondrial quality control,MQC)维持线粒体网络的动态平衡。线粒体质量控制包括线粒体生物发生、线粒体蛋白输入机制(protein import machinery,PIM)、线粒体修复机制、线粒体动态变化(融合与分裂)以及线粒体自噬。对于线粒体生物发生、线粒体PIM、线粒体动态变化和线粒体自噬的研究启动较早,相关的机制阐述得较为清晰,而关于线粒体修复机制的研究相对较少。从广义上来说,线粒体动态变化和线粒体自噬亦是线粒体相关的修复途径(Saki et al.,2017);从狭义上来说,随着研究的深入,学者们陆续揭示了不同于线粒体自噬和线粒体动态变化的更精确的线粒体修复机制,其中,线粒体DNA(mitochondrial DNA,mtDNA)的损伤与修复途径是近年来关注度较高、阐述相对清晰的机制,其在线粒体质量以及细胞稳态中发挥了重要作用。
相关研究现已明确了mtDNA的多条修复途径以及关键分子,且已有诸多直接/间接证据表明运动可通过一系列途径调控mtDNA的完整性和稳定性,从而维持线粒体功能,促进机体健康。……
