加州大學聖地牙哥分校的研究團隊近日在《免疫》（Immunity）期刊上發表了一項研究，提出粒線體 DNA（mtDNA）發生氧化的生化途徑、粒線體如何排出氧化的 mtDNA 、以及這些現象如何在紅斑狼瘡和類風濕性關節炎等自體免疫疾病中觸發發炎反應。
TALED 基因編輯工具，開創粒線體基因編輯的時代來臨！（基因線上國際版）每個粒線體都包含多組 mtDNA，在面臨細胞損傷或壓力時，mtDNA 會從粒線體中被排出，繼而被氧化和裂解，然後引發免疫和發炎反應。mtDNA 被釋放到細胞質液或血液中，可能是對敗血症、創傷或細胞毒性的反應。雖然血液循環中氧化 mtDNA（Ox-mtDNA）的濃度與自體免疫疾病的嚴重程度相關，但科學家至今仍未確定 mtDNA 是否僅是一個生物標記物，還是會在疾病病理學中發揮重要作用。
內切酶 FEN1 令自體發炎反應「火上加油」
研究人員發現，當巨噬細胞接觸到代謝壓力或危險信號時，粒線體會做出因應，從細胞質液中吸收鈣離子，令 mtDNA 被氧化，繼而經由粒線體通透性轉變孔（mitochondrial permeability transition pores）被排出粒線體之外。
研究團隊發現，核酸內切酶（endonuclease）FEN1 負責將較大型的 mtDNA 分子裂解成較小的片段，使之能夠離開粒線體，並進一步觸發發炎反應。這些較小的 mtDNA 片段繼而會啟動NLRP3（NLR family pyrin domain containing 3）和 cGAS（cyclic GMP-AMP synthase）兩種蛋白，前者是被稱為發炎體（inflammasome）的蛋白質複合體的一部分，可觸發發炎反應；而後者則是一種會生成小分子的酶，其生成物可作為傳遞信號的化學物質，促進其他細胞因子的產生。NLRP3 和 cGAS 的過度激發是自體免疫疾病患者的特徵，失常的免疫系統會攻擊正常的身體組織。
這些新發現闡明了粒線體是如何通過上述途徑影響免疫系統、FEN1 在觸發免疫級聯反應中的作用、以及如何為紅斑狼瘡和類風濕性關節炎等自體免疫疾病開發新的治療方案。
作者：Fujie Tham
編譯：Richard Chou
原文：New Mitochondrial Response Pathway May Advance Treatments for Inflammatory Diseases – GeneOnline News
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