综述:线粒体自噬在心力衰竭心脏代谢重构中的作用:分子机制与治疗前景的深入解析

《Journal of Cardiovascular Translational Research》:The Role of Mitophagy in Cardiac Metabolic Remodeling of Heart Failure: Insights of Molecular Mechanisms and Therapeutic Prospects

【字体: 时间:2025年03月27日 来源:Journal of Cardiovascular Translational Research 2.4

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  这篇综述系统阐述了线粒体自噬(mitophagy)在心力衰竭(HF)代谢重构中的核心作用,聚焦肥胖性心肌病、糖尿病心肌病及后负荷过重诱发HF的分子机制。文章揭示了PINK1/Parkin通路、LC3-Atg5/12复合体等关键靶点如何通过清除受损线粒体维持心肌功能,并探讨了SGLT2i(钠-葡萄糖共转运蛋白2抑制剂)、GLP-1RA(胰高血糖素样肽-1受体激动剂)等新兴疗法的调控潜力,为靶向代谢重构的HF治疗提供了新思路。

  

心脏代谢重构心力衰竭的恶性循环

心力衰竭(HF)的病理进程中,心脏代谢重构是关键驱动因素。线粒体作为能量代谢中心,其功能紊乱导致三磷酸腺苷(ATP)生成不足、活性氧(ROS)爆发及Ca2+稳态失衡,形成代谢异常与心肌损伤的恶性循环。脂肪酸代谢产物堆积进一步加剧线粒体功能障碍,而这一过程与肥胖性心肌病糖尿病心肌病的进展密切相关。

线粒体自噬的分子哨兵作用

线粒体自噬通过选择性清除损伤线粒体维持心肌细胞稳态。PINK1(PTEN诱导激酶1)在线粒体膜电位下降时累积,招募E3泛素连接酶Parkin,触发泛素化标记。随后,自噬体标记蛋白LC3(微管相关蛋白1轻链3)与Atg5-Atg12复合体协同包裹受损线粒体,形成自噬溶酶体降解。ULK1( Unc-51样自噬激活激酶1)和AKT(蛋白激酶B)等分子构成交叉调控网络,精细调节该过程。

疾病特异性调控机制

在糖尿病心肌病中,高血糖通过抑制AMPK(腺苷酸活化蛋白激酶)减弱线粒体自噬活性;而肥胖相关HF中,游离脂肪酸过度氧化导致线粒体碎片堆积,需Parkin依赖性自噬清除。后负荷过重模型则显示,机械应力通过mTOR(哺乳动物雷帕霉素靶蛋白)通路抑制自噬流,加速心肌细胞凋亡。

靶向治疗的曙光

当前研究热点包括:SGLT2抑制剂(如恩格列净)通过激活AMPK/ULK1轴增强自噬;胰高血糖素样肽-1受体激动剂(GLP-1RA)改善线粒体生物合成;β-羟基丁酸(β-OHB)作为酮体代谢物直接激活PINK1/Parkin通路。此外,脂肪因子omentin-1和二甲双胍(metformin)通过不同机制提升自噬效率,展现出多靶点干预潜力。

挑战与未来方向

尽管调控线粒体自噬为HF治疗开辟了新途径,但如何平衡自噬激活与过度清除的界限、解决组织特异性递送问题仍需探索。结合单细胞测序和类器官模型,未来研究有望揭示更精确的时空调控机制,推动个体化疗法落地。

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