线粒体钙离子的功能及调节机制
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The machineries, regulation and cellular functions of
mitochondrial calcium
目前，大量研究发现钙离子在调节细胞功能中具有重要的作用，在神经传导、肌肉收缩、细胞形态变化、神经细胞老化、腺体细胞的分泌和视网膜细胞的信号传递等生理过程都有钙离子的参与。细胞的许多功能都依赖于细胞内外极高的钙离子浓度差存在，一旦这种浓度差减低，细胞功能就会受到损伤，甚至引起细胞死亡。对于钙离子信号通路的研究一直都是医学界的热点之一，本综述描述了不同的钙离子转运体的详细分子机制，线粒体钙离子的摄入和流出的调节通路机制，并着重探讨了线粒体钙离子的生理学机制以及其在几种病理情况下的失调情况。
钙离子是最具多样性的信号分子之一，参与调节多种生理功能，如肌肉收缩、神经元兴奋以及细胞的迁移和生长。作为细胞内钙离子重要的调节器，线粒体能结合和释放钙离子。此外，线粒体内钙离子还具有其他重要的功能，如调节线粒体代谢、ATP的生成以及细胞凋亡。最近的研究表明，线粒体内钙离子的积聚和流出能够调节大量病理生理过程，而这种调节依赖于线粒体的稳态。因此，研究不同细胞内线粒体钙离子的调控机制，成为目前的研究热点之一。
钙离子信号通路具有普遍性和多样性。钙离子的普遍性体现在其作为细胞内第二信使无处不在的特点，而其多样性体现于其能对不同的空间和时间信号做出相应的应答。在众多细胞器中，线粒体作为钙离子的调节器和解码器具有重要的地位。由于线粒体具有动态性，其可以特异性地定位整个细胞的位置，从而改变细胞内的钙离子应答。线粒体作为钙离子依赖性的效应器在很多生化过程中起到重要作用，例如能量的产生和细胞死亡。
原始文献摘要
Carlotta G , Saverio M , Paolo P . The machineries, regulation and cellular functions of mitochondrial calcium[J]. Nature Reviews Molecular Cell Biology, 2018.
Calcium ions (Ca2+) are some of the most versatile signalling molecules, and they have many physiological functions, prominently including muscle contraction, neuronal excitability , cell migration and cell growth. By sequestering and releasing Ca2+, mitochondria serve as important regulators of cellular Ca2+. Mitochondrial Ca2+ also has other important functions, such as regulation of mitochondrial metabolism, ATP production and cell death. In recent years, identification of the molecular machinery regulating mitochondrial Ca2+ accumulation and efflux has expanded the number of (patho)physiological conditions that rely on mitochondrial Ca2+ homeostasis. Thus, expanding the understanding of the mechanisms of mitochondrial Ca2+ regulation and function in different cell types is an important task in biomedical research, which offers the possibility of targeting mitochondrial Ca2+ machinery for the treatment of several disorders.
麻醉学文献进展分享
贵州医科大学高鸿教授课题组