线粒体自噬是细胞内的自噬体特异性包裹去极化损伤的线粒体，并与溶酶体或者液泡融合，进而降解去极化损伤线粒体，以维持细胞内环境的稳定的过程。今天带大家了解一下关于线粒体自噬的主要功能、基因家族和信号通路：
一、主要功能
线粒体自噬的主要功能包括：
及时清除有害物质，降低异常的蛋白质和细胞器的积累，使得正常细胞能获得生存所需的基本物质和能量，维持细胞的平衡状态，保证正常细胞的生长与分化。
在多种应激刺激下，包括线粒体膜电位下降、活性氧（ROS）增加和缺氧等，细胞的自噬水平增强，以针对不同应激刺激做出适应性反应。
二、基因家族
关于线粒体自噬的基因家族，目前尚没有具体的基因家族被明确标注为专门负责线粒体自噬。然而，线粒体自噬的过程涉及到多个基因和蛋白质的作用。其中，PINK1和Parkin是两个重要的基因，它们参与了线粒体自噬的泛素化依赖通路。PINK1是一种高度保守的线粒体蛋白，参与线粒体功能的调节；而Parkin是一种E3泛素连接酶，负责连接Ub分子和底物蛋白，带有Ub标签的底物蛋白会被蛋白酶识别并降解。
三、信号通路图
线粒体自噬的信号通路可以大致分为泛素化依赖通路和非泛素化依赖通路两种。
泛素化依赖通路：这是目前研究最深入的线粒体自噬通路，主要依赖于线粒体表面蛋白的泛素化来促进线粒体自噬。在这个通路中，PINK1和Parkin起到了关键作用。正常线粒体中，PINK1会在线粒体靶向序列的引导下进入线粒体内膜，随后被位于线粒体基质和内膜上的蛋白酶切割，再被释放到胞质中被泛素-蛋白酶体水解。当线粒体受损时，PINK1会在线粒体外膜上积累并触发自噬受体OPTN和NDP52对自噬起始因子（如ULK1、DFCP1等）的募集，促进线粒体自噬。
非泛素化依赖通路：这种通路主要由自噬受体介导，它们不经泛素化直接与LC3结合，从而启动线粒体自噬。这种通路的具体机制目前尚不完全清楚。
参考文献：Lu Y, et al. Cellular mitophagy: Mechanism, roles in diseases and small molecule pharmacological regulation. Theranostics. 2023;13(2):736-766.