《Faseb Journal》上发表的一篇文章 描述了巴西的一项研究，该研究分析了两个关键的能量代谢调节过程之间的相关性：线粒体（为细胞产生能量的细胞器）吸收和释放钙离子；以及线粒体对钙离子的吸收和释放。和热量限制诱导的自噬。当细胞分解并重新利用自己的细胞质时，就会发生自噬。
该研究是在生物医学氧化还原过程研究中心 (Redoxome) 进行，这是一个由 FAPESP 资助、圣保罗大学化学研究所 (IQ-USP) 主办的研究、创新和传播中心 (RIDC)。
由 IQ-USP 教授 Alicia Kowaltowski 领导的 Redoxome 的研究人员表明，负责钙离子流出的转运蛋白 NCLX 是一个关键的调节节点，整合线粒体、钙离子的自噬控制和细胞对营养可用性的反应，从而建立自噬和线粒体钙之间的联系。
“由于过程之间的这种联系，我们的发现很重要。线粒体和自噬都参与新陈代谢，因此它们之间的联系是有道理的。细胞生物学研究人员倾向于分开看待事物，但我们应该记住，在细胞中一个过程依赖并调节另一个过程，虽然这项研究是基础科学，可能看起来有些抽象，但这一知识肯定有助于制定治疗各种疾病的目标。” Redoxome团队和文章的第一作者。
Ramos 在英国纽卡斯尔大学 Viktor Korolchuk 实验室工作期间进行了部分研究，并通过海外研究实习 (BEPE) 获得了 FAPESP 的支持。
除了为细胞产生能量外，线粒体还直接参与多种钙敏感的细胞调节途径，这要归功于它们吸收和释放钙离子的能力。线粒体对钙离子的摄取是由线粒体钙离子单向转运蛋白复合物介导的。 NCLX，线粒体Na + /Li + /Ca 2+ 交换器，将钙离子从线粒体基质释放到内膜和外膜之间的空间以交换钠离子。
钙几乎影响细胞生命的所有方面。钙离子是代谢信号中众所周知的第二信使，在自噬调节中发挥重要作用。
电池回收
自噬是进化高度保守的过程，包括细胞成分的降解和回收，其主要目的是维持细胞稳态。由于它可以去除不需要的元素并促进营养的利用，因此对于质量控制、组织更新和代谢调节来说是必要的。
除了其基本功能外，自噬还会因营养物质可用性的减少而被激活，并被认为是热量限制带来益处的机制之一。
在这项研究中，作为研究线粒体钙转运和自噬之间联系的起点，研究人员对小鼠进行了四个月的热量限制，发现它们的肝线粒体比不限制饮食的小鼠样本中含有更高水平的 NCLX 。然后，他们使用培养的肝细胞创建模拟热量限制的模型，并再次观察到 NCLX 表达的增加。
机制
在对自噬过程的不同阶段进行测量后，研究人员发现 NCLX 活性影响了该过程的初始步骤。在自噬过程中，细胞成分被自噬体（吞噬待降解物质的囊泡）隔离，而自噬体又与溶酶体融合，促进细胞器或蛋白质的消化。研究中获得的数据使研究人员得出结论，NCLX 失活导致的细胞内钙的变化会干扰自噬体的形成，从而损害自噬的初始步骤。
与预期相反，研究人员还发现，NCLX 抑制不会影响线粒体三磷酸腺苷（ATP，为细胞提供能量的分子）或 AMP 激活蛋白激酶 (AMPK) 的产生，当细胞能量下降时，三磷酸腺苷会增加。
NCLX 对自噬的调节是通过独立于 AMPK 途径的细胞钙进行的。”
Alicia Kowaltowski，IQ-USP 教授
这组作者表示，需要更多的研究来阐明细胞质钙控制自噬的复杂机制。 “钙信号传导显然非常复杂，并且可能在细胞中普遍存在：许多蛋白质可以与钙结合并受钙调节，因此很难得出具体的机制，”拉莫斯说。
大脑消耗大量能量，需要大量线粒体。累积的细胞损伤可导致细胞死亡和病理的发展。 “虽然我们没有具体研究病理背景，但钙信号传导和自噬之间的联系很有趣，因为它可能与疾病进展有关。当这种转运蛋白的活性丧失时，就会发生相当大的损害，而通过自噬清除这种损害的过程未来的研究将能够进一步澄清这一点，”科瓦尔托夫斯基说。
