線粒體是所有真核細(xì)胞中發(fā)揮細(xì)胞能量樞紐作用的重要細(xì)胞器，是細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸和利用氧化磷酸化產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所。線粒體受損與多種疾病的發(fā)生密切相關(guān)，如神經(jīng)退行性疾病、心血管疾病、癌癥、代謝性疾病等，而線粒體自噬是清除受損線粒體的重要過(guò)程，因此，調(diào)控線粒體自噬可能成為某些疾病的治療策略。

線粒體自噬指在活性氧（ROS）脅迫、營(yíng)養(yǎng)缺乏、細(xì)胞衰老等作用下，細(xì)胞內(nèi)線粒體會(huì)出現(xiàn)去極化損傷，為了維持線粒體網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定和維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定，細(xì)胞通過(guò)自噬機(jī)制選擇性地包裹和降解細(xì)胞內(nèi)受損或功能障礙的線粒體的過(guò)程。

線粒體自噬主要包括4個(gè)過(guò)程[1]（圖1）：（1）在ROS脅迫、營(yíng)養(yǎng)缺乏、細(xì)胞衰老等外界刺激作用下，線粒體去極化并失去膜電位，這是線粒體自噬發(fā)生的前提。（2）線粒體被自噬體包裹形成線粒體自噬體。（3）線粒體自噬體與溶酶體融合，線粒體被自噬體運(yùn)送至溶酶體中。（4）線粒體內(nèi)容物由溶酶體降解。

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圖1 線粒體自噬過(guò)程[1]

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根據(jù)生理環(huán)境不同，線粒體自噬可分為三類(lèi)：基礎(chǔ)線粒體自噬、應(yīng)激誘導(dǎo)的線粒體自噬和程序性線粒體自噬。

基礎(chǔ)線粒體自噬指細(xì)胞持續(xù)清理衰老和損傷的線粒體，確保線粒體能循環(huán)利用。不同組織之間以及同一組織內(nèi)不同細(xì)胞類(lèi)型之間，線粒體自噬水平存在差異，心臟、骨骼肌、神經(jīng)系統(tǒng)、肝臟和腎臟水平較高，而胸腺和脾臟水平較低，這一現(xiàn)象表明細(xì)胞會(huì)根據(jù)自身環(huán)境自主調(diào)節(jié)自噬水平[2]。

細(xì)胞外應(yīng)激信號(hào)如饑餓、缺氧等會(huì)影響線粒體生理，并可能通過(guò)應(yīng)激誘導(dǎo)的線粒體自噬促進(jìn)急性線粒體清除。這一類(lèi)型的線粒體自噬主要由不依賴泛素化的通路介導(dǎo)。饑餓狀態(tài)下，線粒體自噬會(huì)去除保持與營(yíng)養(yǎng)物存在情況下同樣功能的現(xiàn)有線粒體，同時(shí)用新的和健康的線粒體替換舊的和受損的線粒體，以適應(yīng)營(yíng)養(yǎng)缺乏的環(huán)境。缺氧影響線粒體自噬受體的轉(zhuǎn)錄調(diào)控和翻譯后修飾，即影響不依賴泛素化的通路，但有研究表明受體介導(dǎo)的線粒體自噬程序主要與缺氧誘導(dǎo)的線粒體清除有關(guān)，因此有人提出不依賴泛素化的通路與依賴泛素化的通路可能相互作用[3-5]。

程序性線粒體自噬在不同細(xì)胞類(lèi)型的發(fā)育過(guò)程中被激活。從幼兒到成年，機(jī)體心肌細(xì)胞代謝增強(qiáng)，線粒體自噬對(duì)線粒體的功能和形態(tài)進(jìn)行改造，以滿足成人心臟的代謝需求，在心肌成熟的過(guò)程中起重要作用[6]。此外，線粒體自噬還參與受精后精子來(lái)源的線粒體清除[7]、胚胎干細(xì)胞的分化和體細(xì)胞重編程生成多功能干細(xì)胞等過(guò)程[8]。

圖2 線粒體自噬的分類(lèi)[9]

a：基礎(chǔ)線粒體自噬；b：應(yīng)激誘導(dǎo)的線粒體自噬；c：程序性線粒體自噬

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本期主要介紹了線粒體自噬的過(guò)程和分類(lèi)，下期小編將詳細(xì)介紹線粒體自噬的作用機(jī)制，感興趣的小伙伴可以留意一下哦~

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參考文獻(xiàn)

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[3]?Wu, Wenxian., Tian, Weili., Hu, Zhe., Chen, Guo., Huang, Lei.. ULK1 translocates to mitochondria and phosphorylates FUNDC1 to regulate mitophagy. EMBO reports, 2014, 15(5).

[4]?Wu, Hao., Chen, Quan.. Hypoxia activation of mitophagy and its role in disease pathogenesis. Antioxidants & redox signaling, 2015, 22(12):1032-46.

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[6]?Gottlieb, Roberta A., Bernstein, Daniel.. METABOLISM. Mitochondria shape cardiac metabolism. Science (New York, N.Y.), 2015, 350(6265):1162-3.

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[8]?Folmes, Clifford D L., Nelson, Timothy J., Martinez-Fernandez, Almudena., Arrell, D Kent., Lindor, Jelena Zlatkovic.. Somatic oxidative bioenergetics transitions into pluripotency-dependent glycolysis to facilitate nuclear reprogramming. Cell metabolism, 2011, 14(2):264-71.

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