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中國科學院生物物理研究所秦燕課題組和天津醫科大學總醫院合作發現，在肺纖維化患者血液中，呼吸鏈復物體V降低與轉化生長因子（TGF-β）升高相關。相關研究近日發表于《信號轉導與靶向治療》。
肺纖維化（PF）是由肺泡再上皮化失敗和成纖維細胞活化并伴炎癥損傷、組織結構破壞為特征的肺部疾病，可通過胸部高分辨率計算機斷層掃描診斷，但仍需要基于血液的生物標志物。科學家一直在尋找如何在共同致病機制的基礎上實現早期有效診斷和治療的方法。
研究者通過對上皮細胞機制進行研究，發現TGF-β超負荷導致的纖維化形態，同時可引起線粒體功能障礙和呼吸鏈復合物V（complex V）減少，并伴有內嵴變形和活性氧自由基（ROS）的爆發。
進一步實驗表明，翻譯調控是最佳調控途徑，細胞質和線粒體翻譯之間存在失衡。信號PI3K-mTOR的增加促進了細胞翻譯，增加了多核糖體比例，但由于ROS不耐受，細胞核糖體總數減少；但線粒體核糖體保持穩定和耐受。
兩種翻譯系統的蛋白質產物的量和穩定性不同，導致核和線粒體編碼的呼吸鏈復合物亞基的表達失衡，特別是complex V。吡非尼酮的治療挽救了complex V功能，從而抑制了TGF-β誘導引起的肺纖維化。
因此，TGF-β+/ complex V-表達異常導致的線粒體損傷和纖維化發生，提示在人血中存在肺纖維化診斷生物標志物和針對complex V的新的治療方法。
圖 呼吸鏈復合物V降低提示肺纖維化患者胞質/線粒體翻譯失衡和對ROS爆發的不同耐受性
秦燕為本文獨立通訊作者，天津醫科大學總醫院張娜、生物物理所博士研究生趙遵嶺、天津醫科大學博士研究生趙音、生物物理所博士研究生楊磊為本文共同第一作者。天津醫科大學總醫院魏蔚主任為本文患者數據采集提供了幫助，生物物理所陳潤生院士為本文做出了指導，生物物理所馮韻工程師為本文圖像處理提供了技術幫助，生物物理所生物成像平臺和實驗動物平臺為該研究提供了技術支持。該研究獲得國家重點研發計劃、國家自然科學基金資助。
文章鏈接：https://www.nature.com/articles/s41392-023-01370-2
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