近(21)日，加拿大多倫多病童醫院(The Hospital for Sick Children)的研究人員，首次清楚揭示粒線體內膜褶皺(mitochondrial cristae)上，快速且短暫的重塑(remodelling)機制，這些褶皺若有部分受損，粒線體具有一套自我修復的機轉，能避免其損傷擴大，該研究發表於頂尖期刊《Nature》。

有如「細胞發電廠」的粒線體，擁有外膜和內膜的雙層膜構造，其中內膜褶皺能增加表面積，加速呼吸作用的化學反應，而褶皺中每個凸起如山脊的部位，都可作為獨立的能量產出單位，且會不時經歷短暫的重塑線將，不過，過去科學家對於該現象的成人仍不清楚。

本次由多倫多病童醫院細胞生物學計畫主持人Nicola L. Jones領導的團隊，透過先進的顯微鏡研究，首次發現該現象可將受損的內膜凸起處，向外擠壓外膜、釋放出粒線體外，最後由細胞質內的溶酶體(lysosome)分解該受損的粒線體部分內膜，防止傷害擴散到粒線體的其餘部份。

(編按：溶酶體又稱溶小體，是細胞質內的「回收中心」，可分解受損的構造並回收利用。)

這項過程被其命名為「內膜衍生囊泡」(vesicles derived from the IMM, VDIM)，研究人員進一步解析VDIM的各項步驟。

研究人員表示，首先，受損的內膜凸起會釋放訊號，活化粒線體周圍溶酶體上的離子通道，使鈣離子流出溶酶體；接著，鈣離子會活化粒線體外膜上的另一個通道蛋白，在外膜上形成一個孔洞，讓受損的內膜凸起從線粒體中擠出，最後進入溶酶體，溶酶體內的酵素可分解這些受損的物質；而擠出部分受損內膜的粒線體，仍可繼續正常運作。

研究人員指出，這是科學界首次發現粒線體這項「排除廢物以維持其健康」的能力，該現象對每個人如何維持整體健康和長壽相當重要。

他們也表示，這項機轉能針對以粒線體功能障礙(mitochondrial defect)為特徵的疾病(如：感染、脂肪肝疾病、老化、神經退化性疾病和癌症等)，提供新的診斷和治療見解；未來期望進而研究若改變VDIM的現象，可能如何改善這些疾病，甚至預防粒線體狀態不佳或受損，所引起的症狀。

參考資料：

1.論文原文：https://www.nature.com/articles/s41586-024-07835-w

2.https://www.sciencedaily.com/releases/2024/08/240821124225.htm

(編譯/巫芝岳)