中科院廣州生物醫藥與健康研究院劉興國研究組在一項研究中，首次發現一種新的線粒體功能互補模式。該發現對線粒體間物質交換和功能補償效應帶來了“概念性”的突破，為線粒體疾病的治療提供了理論基礎和新靶點。相關研究近日在線發表於《細胞和分子生命科學》雜誌。

　　線粒體DNA突變會導致細胞內同時含有野生型線粒體DNA和突變型線粒體DNA。無論在哪種線粒體DNA突變引發的疾病中，都存在“閾值效應”：隻有當線粒體DNA突變積累到一定比例時，細胞的線粒體呼吸功能才會受到影響，同時臨床症狀才會出現，但其可能的模式與機製至今仍是謎一般的“黑匣子”。

　　劉興國研究組建立了新的細胞模型，並應用新的成像學方法，發現當線粒體的DNA喪失功能時，它們之間的同源融合能力很低，但是與正常線粒體保持了很高的異源融合能力從而在短時間內獲得代謝功能補償，稱為“初始代謝補償”。該研究揭示了線粒體疾病中“閾值效應”的線粒體功能互補之謎：首先是短時的“初始代謝補償”，其次是長時的依賴於正常線粒體DNA表達的補償。更重要的是，研究組以“初始代謝補償”為線粒體疾病的新靶點，篩選到了新的候選基因藥物及小分子藥物。