Parkin和耐力训练在骨骼肌线粒体更新中的作用

背景：Parkin是一种参与选择性清除功能障碍线粒体的泛素连接酶。这一过程称为线粒体自噬，可有助于线粒体质量控制。耐力训练可使骨骼肌向更具氧化性表型适应，这是线粒体生物发生增强的结果。尚不清楚Parkin介导的线粒体自噬是否参与训练诱导的线粒体含量和功能增加。我们的目的是确定Parkin在维持肌肉线粒体更新中的作用，以及其在耐力运动训练后介导线粒体生物发生中的必要性。方法：野生型和Parkin敲除(KO)小鼠进行6周训练，然后给予秋水仙碱或载体处理，以评估Parkin在介导线粒体含量、功能和急性运动诱导的线粒体自噬通量变化中的作用。结果：我们的结果表明，Parkin是线粒体功能基础维持所必需的。Parkin缺失并未显著改变基础线粒体自噬；然而，急性运动使线粒体自噬通量升高，该反应依赖于Parkin。两种基因型训练后线粒体含量均增加，但KO动物中这一变化未伴随PGC-1α信号诱导。有趣的是，训练引起的肌肉线粒体含量增加并未影响基础线粒体自噬通量，尽管在WT动物中Parkin表达和向线粒体定位增强。此外，在WT动物中，运动诱导的线粒体自噬通量随训练减弱，提示由于训练改善细胞器质量，线粒体降解速率降低。相比之下，训练导致KO动物线粒体含量增加，但存在持续功能障碍。因此，在缺乏Parkin的情况下，训练未能挽救线粒体功能障碍，这可能是与WT动物相比，训练诱导的线粒体自噬通量减弱受损的原因。结论：我们的研究表明，Parkin是运动诱导的线粒体自噬通量所必需的。运动诱导的线粒体自噬在训练后肌肉中减弱，可能是由于线粒体含量和质量增加导致信号减弱。我们的数据表明，Parkin对维持基础线粒体功能以及训练适应导致的正常功能线粒体积累至关重要。