Nature追随诺贝尔奖的脚步，破译缺氧的关键机制

西班牙CNIC心血管研究中心研究人员在破译缺氧早期阶段活性氧（ROS）产生机理的研究方面取得了重大进展。这一发现代表了对细胞生理学认识的重要进步，并且可以在未来用于治疗多种由缺氧引发的疾病，例如中风和心脏病发作。

这一发现公布在Nature杂志上，由Antonio Martínez博士，José Antonio Enríquez博士领导完成。

在大多数真核细胞中，能量是通过线粒体氧化磷酸化（OXPHOS）系统中氧气的消耗而产生的。正如Enríquez解释的那样，“该系统消耗的氧气会产生活性氧（ROS），这是直到最近才被视为代谢毒素的一组分子。”

然而最新研究显示，当ROS少量产生时，这些反应性物质可以充当触发细胞适应的信号。 “氧气浓度的下降会触发ROS的快速生成，从而引发细胞对缺氧的适应性反应。”

2019年诺贝尔生理学或医学奖就是授予了发现细胞对持续缺氧反应机制的科学家。这种长期反应是由缺氧诱导因子（HIF）介导的。但是身体还有其他更快的方式来应对缺氧，这些方式独立于HIF并由ROS介导。尚不清楚缺氧早期ROS产生增加的确切机制，但这项新研究在确定这一过程方面取得了重要进展。

Hernansanz博士解释说：“我们已经证明，钠离子作为第二信使，通过诱导ROS的产生来调节线粒体的功能，特别是线粒体电子传输链（ETC）的功能。”

ROS产生的这种机制“是肺循环通过将血流重新分配到灌溉少的区域来应对缺氧的能力的基础，这种现象被称为低氧性肺血管收缩，”Martínez博士说。

这项研究的一些发现提供了有关细胞生理学的重要信息。首先，研究表明线粒体钠调节细胞膜的流动性。这是以前未知的，可能对理解多种细胞过程具有重要意义。

第二个重要发现是：“ ETC的线粒体超复合物通过采用对钠敏感或不敏感的结构构象，在该过程中起重要作用，从而确保钠的作用是无毒的。”

Martínez博士补充说，钠的进入先于线粒体内钙沉积物的溶解。这些钙结构最早是在50多年前被描述的，但至今仍不知道它们的功能。

作者总结说：“该研究表明，抑制线粒体Ca2+/Na+交换子NCLX足以阻断该途径，防止缺氧适应。”这一发现表明，NCLX可能成为缺氧疾病的未来治疗靶标。

研究结果表明，钠在缺氧状态下通过与磷脂的意外相互作用来控制OXPHOS功能和细胞信号传导，对细胞代谢产生重大影响。

原文标题：

Na+ controls hypoxic signalling by the mitochondrial respiratory chain