影响氧化磷酸化的因素有哪些,其作用机制是什么

上海交通大学医学院附属新华医院姚志荣教授团队在国际著名学术期刊EMBO Molecular Medicine(影响因子为12.1)上在线发表了他们的最新研究成果。该研究历经了十多年的时间,不仅发现了某种疾病的致病基因MBTPS1,还发现了参与线粒体代谢的新分子S1P。这个新分子通过线粒体电子转移黄素蛋白(ETF)调控线粒体代谢。
这项研究的起源来自一个特殊的病例。姚教授在十多年前接诊了一名年仅11岁的小男孩,他患有罕见的皮肤病。小男孩的症状包括全身、长有小刺、过度肿胀并外翻,身上还有类似银屑病的大块皮疹,视力也极差。姚教授经过初步诊断,认为这是一种以前未被认识的疾病。
新华医院皮肤科以诊断疑难罕见皮肤病而著称,特别是遗传性皮肤病。他们针对这例病人成立了专门的研究小组,包括擅长分子遗传学的教授、倪成医生和程茹虹医生等。
经过研究,他们成功锁定了致病基因MBTPS1,并通过全外显子测序初步确定了S1P为可能的致病基因。他们发现这是一种复合杂合突变,呈常染色体隐性遗传模式。
单例遗传学研究面临巨大的挑战,缺乏验证病例。为了得到国际认可,研究团队深入解析了发病机制。陈付英博士、王晓晓博士、潘超兰博士等人加入了研究团队,复旦大学的张思教授也提供了重要的支持。
研究人员首先建立了动物模型,包括Mbtps1-cKO小鼠模型和mbtps1-MO斑马鱼模型。这些模型的皮肤损害与患者的症状高度相似,并观察到线粒体数量、形态和结构的异常。
进一步的分子生物学实验证实,S1P在线粒体中大量表达,并可作为线粒体蛋白调控线粒体功能。这一发现揭示了S1P在调节线粒体代谢中的重要作用。通过深入研究,他们发现S1P与电子转移黄素蛋白ETFA/ETFB相互作用,形成三聚体,促进ETFA/ETFB的黄素化并维持其稳定性。MBTPS1基因突变会影响这一过程的进行,导致线粒体呼吸减弱,脂肪酸氧化能力降低,使线粒体代谢从氧化磷酸化转向糖酵解。
在明确发病机制后,研究团队通过查阅文献找到了一种可能的治疗方法:使用核黄素增加ETF的稳定性,从而部分或完全恢复蛋白质功能。在体外实验和患者身上的验证都证明了这一治疗方法的有效性。
