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细胞中的镁离子激活剂竟是乳酸

来源:中检健康 编辑:中检健康 时间:2020-10-17
在一项新的研究中,来自美国德克萨斯大学健康科学中心的研究人员解开了一个存在了100年之久的谜团:是什么激活了细胞中的镁离子。这一发现有望成为未来开发治疗心血管疾病、糖尿病等代谢性疾病的新型药物的跳板。相关研究结果近期发表在Cell期刊上,论文标题为“Lactate Elicits ER-Mitochondrial Mg2+ Dynamics to Integrate Cellular Metabolism”。
 

图片来自Cell, 2020, doi:10.1016/j.cell.2020.08.049。

这些研究人员说,细胞中镁离子的激活剂是一种称为乳酸的代谢物。在剧烈运动时和在包括心脏病、糖尿病、败血症和癌症在内的许多疾病中,血液中的乳酸会升高。

论文通讯作者、德克萨斯大学健康科学中心心脏病学教授Madesh Muniswamy博士说,“就像灯的开关一样,乳酸是一种激活镁离子的信号。在乳酸信号存在下,镁离子从称为内质网的细胞器中冲出。”

这些研究人员有了第二个发现:一种叫做Mrs2的蛋白将释放出的镁离子运送到称为线粒体的细胞发电厂中。这些发电厂产生ATP。ATP是细胞中的能量货币,为身体的所有过程提供能量。

论文共同作者、德克萨斯大学健康科学中心医学系主席W.Brian Reeves博士说,“我们认为这个路径对健康至关重要。如果镁运送路径出现问题,那么损害就会随之而来,比如在2型糖尿病或严重感染中观察到的线粒体功能减弱和能量产生不良。”

IP3作为钙离子的激活剂,于1984年被发现。论文共同第一作者、Muniswamy实验室博士后研究员Karthik Ramachandran博士说,从那时起,钙离子研究领域得到了巨大的发展,而镁离子的激活剂仍然是一个谜。

论文共同作者、Muniswamy实验室研究生Travis Madaris说,“作为实验室的一名学生,这一发现令人兴奋,这是因为它为我在这个实验室发表多篇论文铺平了道路,而且最重要的是,它可以引导在未来取得许多改善人类健康的发现。”

Muniswamy博士在总结这一发现时说,“镁离子是生命所必需的。它存在于我们的血液中。它被用于治疗多种疾病,包括偏头痛、心血管疾病、糖尿病和子痫前期。但为了取得更进一步的进展,我们需要了解体内镁离子的动态。有了这一发现,我们相信我们已经奠定了科学界所需要的支柱之一。”(生物谷 Bioon.com)

参考资料:
1. Cassidy C. Daw et al. Lactate Elicits ER-Mitochondrial Mg2+ Dynamics to Integrate Cellular Metabolism. Cell, 2020, doi:10.1016/j.cell.2020.08.049.
2. Groundbreaking study finds activator of magnesium dynamics in the body
https://phys.org/news/2020-10-groundbreaking-magnesium-dynamics-body.html
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