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更新日期:110年5月26日

醫學院分子醫學研究所潘俊良教授團隊 發現神經訊號遙控全身粒線體狀態的新機制

臺大醫學院分子醫學研究所潘俊良教授的團隊以線蟲(C. elegans)為模式生物,發現神經的粒線體動態變化,可透過神經訊號調控全身的粒線體形態與功能,增進對病菌的抵抗力。此論文已於美東時間5月12日於頂尖期刊《發育細胞》(Developmental Cell)刊出,為學界首度證實神經系統的粒線體動態平衡,可主導生物體全身器官的粒線體形態。

為適應逆境壓力,生物發展出獨特的壓力反應以試圖修正細胞功能的缺陷。在多細胞生物中,不同組織的壓力反應需彼此協調才得以達到對個體的保護作用。線蟲的神經系統可透過分泌神經訊號以調控全身性的粒線體壓力反應,然而不同細胞之間如何協調彼此的粒線體功能狀態,其機制尚未完全闡明。

潘老師實驗室發現,在神經系統中抑制粒線體融合的fzo-1/Mitofusin基因改變粒線體的動態時,會引發腸道的粒線體壓力反應,多種神經傳導物與神經胜肽都參與對粒線體狀態的調控。有趣的是,當神經細胞的粒線體動態平衡改變時,會透過粒線體的自噬作用(mitophagy)改變腸道裡的粒線體形態,並透過粒線體壓力反應與形態變化,來增加對綠膿桿菌的免疫力。神經系統與粒線體在免疫功能所扮演的角色日漸受到學界重視,本研究為此重要課題開拓新的研究模式與方向。

本論文三位共同第一作者均為分子醫學研究所的碩士班畢業生:林志達同學發現重要的神經訊號,奠定本研究的主軸;林良憶同學解析其中的神經迴路,並揭示粒線體動態與免疫力之間的關聯;陳力慈同學總結整個研究計畫,完成論文投稿與修改,宛如接力賽的過程充分展現臺大研究生團隊合作、科學傳承的精神。此外,徐均旻同學、吳毓純同學也參與本研究中的重要實驗或數據分析。本計畫由科技部、國家衛生研究院與高教深耕精準醫學研究中心經費支持,特此致謝。

論文全文網址:https://www.cell.com/developmental-cell/fulltext/S1534-5807(21)00359-2?fbclid=IwAR23E_khnfmH6WaQAuh8TzZlNd_InlfB4xlyV_-3yjBJDZbXJOcNDZPvGlw

  • 圖1

    神經粒線體調控免疫力的新機轉

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