缺氧后活化Drp1通过偶联LRRK2影响多组织细胞线粒体功能的机制研究

作者：段晨阳; 向鑫明; 匡磊; 刘良明; 李涛^*

来源：第三军医大学学报, 2020, 42(04): 326-333.

DOI：10.16016/j.1000-5404.201910153

• 缺氧
• Drp1
• LRRK2
• 线粒体
• 能量代谢
• 有氧呼吸

目的探究缺氧后活化Drp1对线粒体能量代谢和有氧呼吸的调控机制。方法在心肌细胞(H9C2)、血管平滑肌细胞系(vascular smooth muscle cells,VSMC)、肠上皮细胞系(intestinal epithelial cells,IEC)中通过免疫共沉淀、免疫荧光方法观察多种细胞类型缺氧后Drp1活性变化及与线粒体损伤的关系;利用ZDOCK方法建立Drp1与同源激酶LRRK2蛋白互作模型,验证缺氧后Drp1-LRRK2偶联情况;以VSMC细胞为代表,通过Drp1点突变T595A破坏缺氧后Drp1-LRRK2的偶联,分别检测了培养基酸化程度、细胞外乳酸含量等反映无氧呼吸的指标和线粒体膜电位、ATP生成量等反映有氧呼吸的指标。结果缺氧后Drp1的Thr磷酸化水平增高、线粒体损伤明显。进一步研究发现缺氧后Drp1蛋白与LRRK2蛋白界面残基间存在大量氢键,导致缺氧后Drp1-LRRK2偶联从而影响线粒体功能。具体表现为糖酵解过程中乳酸生成的增多和线粒体有氧呼吸过程中膜电位的减低。结论缺氧后活化Drp1可通过偶联LRRK2破坏线粒体能量代谢和有氧呼吸,加重多器官组织线粒体损伤。

• 单位
  第三军医大学; 中国人民解放军陆军军医大学