線粒體蛋白CHCHD10與神經退行性疾病*

王 腈 朱 笠

（中國科學院生物物理研究所，腦與認知科學國家重點實驗室，北京 100101）

線粒體是細胞的能量工廠和信號中轉站，其主要功能除了生產ATP 外，還參與氨基酸和脂類等代謝物的生物合成、細胞信號轉導、活性氧（reactive oxygen species，ROS）生成、蛋白質穩態維持、代謝調節、免疫反應和調控細胞程序性死亡等［1］。線粒體含有自身的基因組（mtDNA），該基因組含有16 596 個堿基對組成的37 個基因，編碼22 個tRNA、2 個rRNA 和13 條多肽鏈，這13 條多肽鏈分別是不同呼吸鏈復合物的組分，參與線粒體氧化磷酸化 （oxidative phosphorylation，OXPHOS）［2-3］。然而，人類細胞的線粒體含有1 200 多種蛋白質，約98%的線粒體蛋白是由核基因組（nDNA）編碼的［4］。與大多數線粒體蛋白相似， CHCHD10 （coiled-coil-helix-coiled-coil-helix domain containing 10）由核基因編碼，在細胞質中合成，經線粒體蛋白轉運系統進入線粒體，定位在線粒體膜間隙 （intermembrane space of mitochondria，IMS）和線粒體嵴上［5］。

諸多研究表明，線粒體穩態失衡與額顳葉變性病 （frontal temporal lobar degeneration，FTLD；也叫額顳葉癡呆（frontotemporal dementia，FTD））、肌萎縮側索硬化（amyotrophic lateral sclerosis，ALS）、帕金森病（Parkinson's disease，PD）、阿爾茨海默病（Alzheimer's disease，AD）等多種神經退行性疾病密切相關［6］。在一個線粒體里，mtDNA 通常以多個拷貝存在，而且一個細胞中含有成百上千個線粒體。由于細胞線粒體處于分裂和融合的動態變化中，其數目也是變化的。此外，mtDNA 組更易發生突變，其突變率比nDNA 高100~1 000 倍。因此，線粒體穩態失衡主要包括：a. mtDNA 拷貝數明顯減少或mtDNA 缺失產生的mtDNA不穩定性增強，可能導致mtDNA損耗綜合征［7-8］；b. 線粒體分裂融合動態失衡導致線粒體結構形態改變［9］；c. ROS 水平增加［7-8］；d. OXPHOS水平改變［7-8］。

運用生物信息學方法預測CHCHD10與線粒體OXPHOS 有關，并通過實驗證明其參與線粒體呼吸鏈復合物COX 活化［10］。……