线粒体就像细胞里面的发电厂，负责生产能量(ATP)。
同时，这些发电厂也需要细胞的“质检系统”：线粒体质量控制(MQC)，对其进行“体检、维修和报废处理”(如自噬/融合/分裂等)，确保受损或老化的线粒体被清除，健康的线粒体功能正常。
但随着年龄增长，这套MQC系统会逐渐失灵(如自噬能力减弱、线粒体DNA受损等)，导致能量(ATP)生产减少、线粒体无法更新换代，触发细胞衰老相关机制，让细胞提前进入“耗竭模式”[1]，身体出现衰老、疾病等健康问题。
如何守护线粒体健康、延缓衰老进程？一项科学研究带来了新的答案。
近期，美国密歇根大学糖尿病研究中心的Scott A. Soleimanpour团队在权威期刊《Science》上发表了题为“Retrograde mitochondrial signaling governs the identity and maturity of metabolic tissues”的最新成果，该团队专注研究代谢疾病的分子机制。
研究揭示了线粒体质量控制缺陷通过逆行信号调控代谢组织的相关机制，为代谢性疾病(如肥胖、糖尿病等)的机制研究以及抗衰老提供了新的视角[2]。
研究团队通过以下实验步骤，发现线粒体“质检系统”的缺陷会导致代谢组织中的细胞发育不成熟，让成熟细胞退化，失去其原本的功能，进而影响健康：
1.构建实验模型：利用基因编辑技术构建了小鼠的细胞线粒体自噬缺陷模型、肝脏缺陷模型等；
2.细胞表型验证：利用先进技术进行线粒体功能检测、细胞身份鉴定，验证细胞变化；
3.分子机制探索：通过信号通路分析、跨组织验证发现延缓衰老等作用的核心机制；
4.干预效果验证：通过ISRIB给药验证机制、雷帕霉素处理模型小鼠，观察β细胞质量恢复情况，验证药物干预的调控效果。
•在代谢性异常情况(如糖尿病、肥胖)中，线粒体“质检故障”会触发细胞应急警报ISR，引发细胞代谢紊乱及加速衰老相关症状，并存在于多种代谢相关组织细胞(肝脏和棕色脂肪)中；
•好消息是：线粒体“质检故障”引起的细胞退化可以被特定干预手段逆转，这项发现为改善代谢异常提供了新的见解。
具体的研究细节可看下文：
1.代谢疾病与MQC功能衰退有关
研究发现，2型糖尿病患者胰岛的线粒体DNA含量和RNA表达水平显著降低，且胰岛β细胞线粒体的自噬能力减弱，这意味着患者线粒体的“质检系统”存在着缺陷。
同时，研究人员利用基因技术敲除小鼠胰岛β细胞中的Clec16a(调控线粒体自噬)或Tfam(调控线粒体DNA)基因，也就是人为地破坏小鼠的线粒体“质检系统”后，经高脂喂养，也观察到类似的表现，说明糖尿病等代谢疾病的发生与MQC系统的功能衰退存在关联。
2.MQC缺陷影响β细胞分化程度和身份
在MQC缺陷小鼠中，研究人员观察到未成熟基因表达上调、成熟基因表达下调，且β细胞去分化标志物表达增加，说明小鼠线粒体“质检系统”的缺陷会导致胰岛β细胞去分化。
同时，经过高脂饮食喂养，小鼠胰岛素分泌减少，表明线粒体“质检系统”的缺陷使得细胞功能的发挥受到影响。
3.MQC缺陷激活线粒体综合应激反应
进一步研究发现，在三种不同的线粒体缺陷模型中，受影响的基因与胰岛β细胞成熟度和ISR通路相关。综合应激反应(ISR)是一种调控机制，帮助细胞、组织和机体适应多变的环境，其失调会导致多种疾病。
在MQC缺陷小鼠中，观察到ISR转录靶标(如Trib3、Ddit3、Atf3等)的表达上调，以及EIF2α磷酸化和ATF4蛋白水平的增加，表明小鼠线粒体“质检系统”的缺陷会激活ISR。
4.MQC缺陷导致染色质重塑
通过ATAC-seq技术检测发现，在MQC缺陷小鼠的胰岛β细胞中，观察到多个位点的染色质可及性发生变化，ISR转录因子的结合位点富集，而β细胞成熟和身份相关的转录因子的结合位点减少，进一步验证了“质检系统”缺陷与ISR的关联性。
5.MQC缺陷在其他代谢组织中的影响
同时，在其他代谢组织(肝脏和棕色脂肪)中，研究团队也发现有类似的情况发生：
•肝细胞：在肝脏特异性敲除MQC相关基因的小鼠中，观察到线粒体呼吸链复合物活性下降、肝脏功能障碍和肝细胞去分化。
•棕色细胞：在棕色脂肪细胞特异性敲除MQC相关基因的小鼠中，观察到棕色脂肪细胞成熟标志物表达下调和ISR激活。
6.抑制逆行信号通路恢复β细胞质量和成熟度
在高脂饮食喂养的MQC缺陷小鼠中，研究人员尝试通过综合应激反应抑制剂ISRIB抑制ISR，发现可恢复β细胞质量和成熟度，表现为β细胞质量增加、去分化标志物表达下降和成熟标志物表达上调，表明线粒体逆行信号在调控细胞分化与身份中起到核心作用。
1.研究成果
综上所述，研究人员发现糖尿病患者的线粒体“质检系统”出现了问题，并设计了三种小鼠模型，发现线粒体“质检系统”的缺陷会通过ISR信号导致胰岛β细胞的功能缺陷，引发代谢紊乱。
这种现象可以通过干预措施，抑制ISR信号，恢复胰岛β细胞的正常功能，从而改善代谢异常。
2.日常护“粒” [3,4]
在日常生活中，我们可以通过优化饮食结构、保持健康运动、调整生活习惯等方式，保护和增强线粒体功能来延缓衰老：
(1)饮食优化
•控制精制碳水摄入，如精米白面、甜食；
•增加富含抗氧化剂的食物摄入，如红石榴、越橘、刺梨、针叶樱桃、蓝莓等，降低线粒体氧化压力；
•补充改善线粒体功能的膳食补充剂，如PQQ等。
(2)保持运动
慢跑、游泳等有氧运动和力量训练可促进线粒体新生，增强能量代谢效率。
(3)调整生活习惯
保证每日充足睡眠，有助于线粒体修复；缓解压力、戒烟限酒、减少反式脂肪酸摄入，避免加速线粒体损伤。
通过结合最新的科研成果、维持健康的生活习惯，我们能更全面地保护线粒体健康，让身体里的“能量工厂”高效运转，从而延缓衰老。
参考文献：
[1] Guo Y, Guan T, Shafiq K, et al. Mitochondrial dysfunction in aging[J]. Ageing research reviews, 2023, 88: 101955.
[2] Walker E M, Pearson G L, Lawlor N, et al. Retrograde mitochondrial signaling governs the identity and maturity of metabolic tissues[J]. Science, 2025: eadf2034.
[3]刘征兆.线粒体自噬与衰老[J].广东医科大学学报, 2024, 42(02): 121-127.
[4]陈丽妹,张远祥,林志义.线粒体自噬在运动改善2型糖尿病肌少症中的作用与机制[J].武汉体育学院学报, 2025, 59(02): 95-102.
