粒線體是分佈在細胞質內的桿狀細胞器,主要功能是產生三磷酸腺苷(ATP)。當進行水解時會釋放能量,對細胞的生存和正常運作至關重要。因此,對於會消耗大量能量的細胞(如大腦和心臟)中,保持粒線體健康就顯得非常重要。
在細胞內部,失去功能的粒線體會被分解,並由新的粒線體取代。最近的研究更印證了巨噬細胞在粒線體的代謝中發揮重要作用。
Nicolas-Avila 等學者發現當老鼠的心臟流失巨噬細胞後,心室收縮力會下降,異常的粒線體數量增加,造成心肌功能失調(*1)。因此,流失巨噬細胞會導致為心臟的粒線體變得異常,影響能量供應。
研究中發現,心肌細胞中的舊粒線體會透過自噬作用(分解細胞內蛋白質的機制)被回收或排出細胞。而從細胞排出的舊粒線體,就會被巨噬細胞的吞噬作用分解。因此,在沒有巨噬細胞的情況下,從細胞中排出的舊粒線體會被積聚,而不是被分解。
隨著細胞外舊粒線體的積聚增加,細胞內的自噬機制受到抑制,令新的正常粒線體減少。這種減少正好與心室收縮力減弱大有關係。
這項研究顯示巨噬細胞對調節粒線體的代謝有著重要作用,並最終參與到能量供應之中。
(*1) A Network of Macrophages Supports Mitochondrial Homeostasis in the Heart. Cell 183: 1-16 (2020)