编者按：心血管疾病位列死亡构成比的首位，而心力衰竭（HF）是心血管疾病最后的主战场。2017年9月17日在CSC基础论坛上，来自复旦大学附属中山医院的孙爱军教授就线粒体能量代谢重构在心力衰竭发病中的作用及意义作了深度解析。

复旦大学附属中山医院  孙爱军教授

    缺氧——促进干细胞糖原合成、增加能量储备、增加修复能力

    心脏每天约消耗6 kg的三磷酸腺苷（ATP），而线粒体占心肌细胞体积的三分之一。近年来，研究发现，线粒体能量代谢重构在HF发生发展及修复中发挥了重要作用。有关干细胞的研究发现，干细胞依赖低氧诱导的糖酵解模式维持其自我更新及多潜能分化能力；依赖糖酵解维持基础状态，分化时启动有氧代谢模式。

    此外，研究发现，缺氧预适应可促进糖原合成酶1依赖的糖原合成，缺氧可提高糖原储备，促进干细胞及缺血治疗的效果。进一步分析提示，缺氧预适应促进糖原合成的作用可能是依赖PI3K/AKT通路来实现的。总的来说，缺氧可促使干细胞合成，增加能量储备，增强修复能力（图1）。

图1. 缺氧促使干细胞糖原合成、增加能量储备、增加修复能力

    ALDHbr细胞——治疗缺血性疾病的“明星”干细胞

    研究发现，乙醛脱氢酶高活性(ALDHbr)细胞是治疗缺血性疾病的明星干细胞。其可治疗慢性心肌缺血、严重下肢缺血。机制研究发现，其依赖无氧糖酵解供能以维持缺血修复功能。此外，对血管新生及其相关基因的PCR芯片检测发现，缺氧处理ALDHbr细胞后，乙醛脱氢酶2（ALDH2）的表达显著上调；ALDH2基因型决定人源ALDHbr细胞的缺血治疗效果，ALDH2缺失会损伤ALDH^br细胞治疗下肢缺血的效果。进一步分析发现，这可能与ALDH2缺失会改变ALDH^br细胞的代谢模式有关（图2）。具体来说，ALDH2缺失可增加ALDH^br细胞中线粒体源性活性氧物质的水平。

 图2. ALDH2缺失会改变ALDH^br细胞的代谢模式