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丙酮酸转运连接表观遗传与肺干细胞分化2026-09-08 09:45:00

MPC介导的丙酮酸转运决定线粒体柠檬酸生成量,进一步调控胞质乙酰辅酶A储备与组蛋白乙酰化修饰,最终调控分化相关基因转录。MPC功能受抑会改变组蛋白乙酰化修饰水平,干扰气道基底祖细胞分化进程;外源性添加柠檬酸可部分挽回该分化异常,佐证代谢产物能够直接调控表观遗传修饰。同类调控模式广泛存在于多条代谢通路:磷酸戊糖途径生成的NADPH维持胞内还原型谷胱甘肽稳态,调控氧化还原依赖型表观修饰酶活性;丝氨酸代谢供给一碳单位,调控SAM合成与基因组DNA甲基化水平。

上述研究提示,代谢重编程除满足干细胞能量供给与生物合成需求外,还可通过重塑表观修饰谱,直接参与靶基因表达调控。三、代谢重编程在特定呼吸系统疾病中的作用肺干细胞代谢重编程在多种常见呼吸系统疾病的发生和发展中起关键作用。不同疾病背景下,代谢重编程的特征和后果各不相同,理解这些差异对于开发针对性的治疗策略至关重要。慢阻肺是以持续性气流受限为核心特征的高发呼吸系统疾病,病理以小气道损伤、肺气肿改变为主体,伴随气道慢性炎症、上皮破损与修复紊乱;气道基底祖细胞功能异常是推动慢阻肺病程进展的重要因素。
 
慢阻肺患者气道基底祖细胞存在显著代谢重塑:细胞线粒体受损,氧化磷酸化水平降低,糖酵解通路代偿性上调。该代谢改变虽可短期帮助细胞耐受炎性微环境、维持存活,但长期异常代谢会造成干细胞分化受阻、细胞衰老加速。现有研究证实MPC参与慢阻肺病理进程:慢阻肺气道基底祖细胞MPC表达下调,丙酮酸代谢流向发生偏移,大量生成乳酸而减少三羧酸循环底物供给;MPC低表达进一步下调线粒体柠檬酸生成与胞质乙酰辅酶A含量,改变组蛋白乙酰化修饰谱,阻滞基底祖细胞向成熟气道上皮细胞定向分化。外源性补充柠檬酸可部分修复受损祖细胞分化潜能,提示靶向该代谢表观调控轴具备潜在临床干预价值。
 
出自《肺干细胞代谢重编程在呼吸系统疾病中的作用:从机制到治疗前景》作者谢鑫。