2024年3月,我室硕士生胡怡为第一作者,王文娟教授为通讯作者在国际期刊《总环境科学》(Science of The Total Environment;JCR 1区Top期刊)发表题为“The mystery of methylmercury-perturbed calcium homeostasis: AMPK-DRP1-dependent mitochondrial fission initiates ER-mitochondria contact formation”的研究论文。该研究得到了国家自然科学基金面上项目和贵州医科大学领军人才项目的支持。
甲基汞是公认的全球性环境污染物,具有强烈的发育神经毒性,但其作用机制尚不明确。该研究通过建立体内、体外染毒模型,以钙稳态失衡为切入点,探讨了线粒体相关内质网膜(mitochondria- associated membranes, MAMs)结构与线粒体动力学在甲基汞致胞内钙超载中的作用机制及关键调控分子事件。
该研究发现甲基汞可诱导DRP1依赖的线粒体过度分裂,通过IP3R-GRP75-VDAC1复合体促进MAMs形成增多,而MAMs形成增多是甲基汞致神经元内质网钙的转运和线粒体内Ca2+超载的重要原因;为揭示其上游调控分子,本研究通过AMPK特异性激动剂和抑制剂处理细胞,发现AMPK可介导DRP1依赖的线粒体分裂促进甲基汞诱导MAMs形成增多及钙超载;通过抑制线粒体对Ca2+的摄取研究发现,神经元胞浆及线粒体内Ca2+表达水平的升高促进了AMPK Thr172位点磷酸化,揭示了Ca2+-AMPK正反馈环介导的MAMs增多是神经发育毒性的关键过程,靶向干预AMPK有望在分子水平上为其预防和治疗提供新方向。