Pathogenesis Posibl Ac Atal COVID Hir: SARS-CoV-2-Anhwylder Mitocondriaidd a Achosir Rhan 1

Crynodeb:Gall cleifion sydd wedi gwella o haint coronafeirws 2019 (COVID-19) brofi blinder cronig wrth wneud ymarfer corff, er nad oes unrhyw annormaleddau amlwg ar y galon na’r ysgyfaint. Mae'r diffyg triniaethau effeithiol presennol yn gwneud rheoli COVID-19 hirdymor yn her fawr. Efallai mai un o fecanweithiau sylfaenol COVID hir yw camweithrediad mitocondriaidd. Gall heintiau coronafeirws syndrom anadlol acíwt difrifol 2 (SARS-CoV-2) newid y mitocondria sy'n gyfrifol am gynhyrchu ynni mewn celloedd. Mae'r newid hwn yn arwain at gamweithrediad mitocondriaidd sydd, yn ei dro, yn cynyddu straen ocsideiddiol. Yn y pen draw, mae hyn yn arwain at golli cyfanrwydd mitocondriaidd a marwolaeth celloedd. Ar ben hynny, gall proteinau firaol rwymo i gyfadeiladau mitocondriaidd, gan amharu ar swyddogaeth mitocondriaidd ac achosi i'r celloedd imiwnedd or-ymateb. Mae'r gor-ymateb hwn yn arwain at lid a symptomau COVID hir o bosibl. Mae'n bwysig nodi bod rolau difrod mitocondriaidd ac ymatebion llidiol a achosir gan SARS-CoV-2 yn natblygiad COVID hir yn dal i gael eu hegluro. Gall targedu swyddogaeth mitocondriaidd ddarparu dulliau clinigol newydd addawol ar gyfer cleifion COVID-hir; fodd bynnag, mae angen astudiaethau pellach i werthuso diogelwch ac effeithiolrwydd dulliau o'r fath.

Gall Cistanche weithredu fel teclyn gwella gwrth-blinder a stamina, ac mae astudiaethau arbrofol wedi dangos y gallai decoction Cistanche tubulosa amddiffyn hepatocytes yr afu a chelloedd endothelaidd sydd wedi'u difrodi mewn llygod sy'n cynnal pwysau yn effeithiol, dadreoleiddio mynegiant NOS3, a hyrwyddo glycogen hepatig. synthesis, gan roi effeithiolrwydd gwrth-blinder. Gallai dyfyniad Cistanche tubulosa sy'n llawn glycoside ffenylethanoid leihau'n sylweddol y creatine serwm kinase, lactate dehydrogenase, a lefelau lactad, a chynyddu'r lefelau hemoglobin (HB) a glwcos mewn llygod ICR, a gallai hyn chwarae rôl gwrth-blinder trwy leihau'r difrod cyhyrau ac oedi'r cyfoethogi asid lactig ar gyfer storio ynni mewn llygod. Fe wnaeth Tabledi Cistanche Tubulosa Cyfansawdd ymestyn yr amser nofio pwysau yn sylweddol, cynyddu'r gronfa glycogen hepatig, a gostwng lefel wrea serwm ar ôl ymarfer mewn llygod, gan ddangos ei effaith gwrth-blinder. Gall decoction Cistanchis wella dygnwch a chyflymu'r broses o ddileu blinder wrth ymarfer llygod, a gall hefyd leihau uchder creatine kinase serwm ar ôl ymarfer llwyth a chadw uwch-strwythur cyhyrau ysgerbydol llygod yn normal ar ôl ymarfer corff, sy'n dangos bod ganddo'r effeithiau o wella cryfder corfforol a gwrth-blinder. Fe wnaeth Cistanchis hefyd ymestyn amser goroesi llygod â gwenwyn nitraid yn sylweddol a gwella'r goddefgarwch yn erbyn hypocsia a blinder.

Cliciwch ar Over blinder

【Am ragor o wybodaeth:george.deng@wecistanche.com / WhatsApp:8613632399501】

Geiriau allweddol:SARS-CoV-2; COVID hir; patrymau moleciwlaidd sy'n gysylltiedig â phathogenau (PAMP); anhwylder mitocondriaidd; ymatebion ymfflamychol; ffosfforyleiddiad ocsideiddiol; cadwyn trafnidiaeth electron

1. Rhagymadrodd

Prif symptom clefyd coronafeirws 2019 (COVID-19) yw salwch anadlol [1]. Fodd bynnag, gall coronafirws syndrom anadlol acíwt difrifol 2 (SARS-CoV-2) hefyd achosi symptomau gastroberfeddol a llid, a all effeithio ar yr ysgyfaint ac ymateb imiwn trwy cytocinau yn y llif gwaed [2]. Gall pobl â salwch ôl-COVID brofi amrywiaeth o symptomau a all barhau am wythnosau, misoedd, neu hyd yn oed flynyddoedd ar ôl cael eu heintio [3]. Weithiau, mae symptomau hyd yn oed yn diflannu ac yn ailymddangos. Gall fod yn anodd esbonio a rheoli'r symptomau hyn. Mae Long COVID wedi’i ddiffinio fel “arwyddion, symptomau, a chyflyrau sy’n parhau neu’n datblygu ar ôl haint SARS-CoV-2 cychwynnol” [4]. Gall gwerthusiadau clinigol ac asesu canlyniadau gwaith gwaed arferol, pelydrau-X o'r frest, ac electrocardiogramau fod yn normal [5]. Ymhlith y symptomau mwyaf cyffredin a brofir o gyflyrau ôl-COVID-19 mae ymateb gor-anadlu yn ystod ymarfer corff, blinder neu wendid sy'n ymyrryd â bywyd bob dydd, anhwylder ar ôl ymdrech, twymyn, a mwy [6,7]. Mae'r defnydd uchaf o ocsigen (VO2peak) mewn cleifion â COVID-19 hir yn sylweddol is nag arfer [8]. Yn ystod yr ychydig fisoedd cyntaf ar ôl haint, oherwydd annigonolrwydd cronotropig a llai o allbwn cardiaidd, gall y system gardiofasgwlaidd arwain at VO2peak isel trwy allbwn cardiaidd is na'r arfer [8]. Fel arall, gall ffactorau ymylol megis màs cyhyr, cryfder a darlifiad, swyddogaeth mitocondriaidd, neu wahaniaeth ocsigen arteriovenous hefyd gyfrannu at VO2peak isel [8]. Mae'r symptomau hyn yn debyg i'r rhai a adroddwyd gan gleifion ag enseffalomyelitis myalgig / syndrom blinder cronig a phobl â chlefydau mitocondriaidd genetig [7,9].

Adroddwyd bod genom SARS-CoV a mitocondria mewn meinweoedd heintiedig SARS-CoV wedi'u cydleoli [10]. Gall mitocondria fod yn agored iawn i ysgogiadau ffisiolegol a phatholegol megis heintiau firaol. Gellir newid uniondeb a swyddogaeth arferol mitocondria yn ystod haint SARS-CoV-2, a thrwy hynny modiwleiddio ymatebion cellog. Mae dyblygu SARS-CoV-2 yn dechrau gyda fesiglau bilen dwbl a achosir gan firws (DMV) sy'n tarddu o'r reticwlwm endoplasmig ac yn integreiddio yn y pen draw i ffurfio rhwydwaith pilen cymhleth [11]. Gwyddys bod proteinau SARS-CoV-2 yn targedu adrannau organelle yn ddetholus fel y reticwlwm endoplasmig a mitocondria, a gallant fyw yn y matrics mitocondriaidd gwesteiwr [12]. Mae hyn yn arwain at gamweithrediad mitocondriaidd a mwy o straen ocsideiddiol, gan arwain yn y pen draw at golli cyfanrwydd mitocondriaidd a marwolaeth celloedd [13]. Mae'r proteinau hyn hefyd yn cyfuno â chyfadeiladau mandwll trawsnewid athreiddedd mitocondriaidd (mPTP) sianel amhenodol a dethol ar mitocondria, a allai newid morffoleg a swyddogaeth mitocondriaidd, amharu ar gylchred Ca2+, atal sianel galsiwm â giatiau foltedd (VDCC) gweithgaredd, ac yn arwain at anhwylder homeostasis ïon a chamweithrediad mitocondriaidd, a thrwy hynny amharu ar gylchred Ca2+ cellog a hyfywedd celloedd [14].

Ar ben hynny, mae gorfywiogi'r teulu NLR pyrin sy'n cynnwys parth 3 (NLRP3) yn llidus yn arwain at or-ymatebolrwydd mewn macroffagau a weithredir yn glasurol pan fydd swyddogaeth mitocondriaidd yn cael ei beryglu, gan gynyddu rhywogaethau ocsigen adweithiol mitocondriaidd (mtROS), a DNA mitocondriaidd sy'n cylchredeg am ddim (mtDNA). Mae mtDNA ocsidiedig, cardiolipin, a cytochrome o'r mitocondria a ddifrodwyd, pan gaiff ei ryddhau i'r cytoplasm, yn actifadu patrymau moleciwlaidd sy'n gysylltiedig â difrod (DAMPs), gan arwain at ymatebion llidiol lleol a systemig parhaus [15-17]. Mae'r erthygl hon yn adolygu rhagdybiaethau ynghylch y newidiadau mewn statws mitocondriaidd o dan haint SARS-CoV-2, gan gynnwys homeostasis rhydocs mitocondriaidd, rheoleiddio llid, a signalau gwrthfeirysol, ymhlith eraill, ac yn trafod pam y gall difrod mitocondriaidd gyfrannu at COVID hir.

2. SARS-CoV-2 a Long COVID

2.1. SARS-CoV-2 Proteinau Anstrwythurol

Mae Coronavirus yn firws RNA synnwyr positif un llinyn sy'n cynnwys amlen. Mae ei genom wedi'i strwythuro fel 50 -leader-UTR-repliate (ffrâm darllen agored 1ab)-spike-envelopemembrane-nucleocapsid-30 cynffon UTR-polyA [18,19]. Mae gronynnau firws SARS-CoV-2 yn cynnwys prif broteinau strwythurol, fel y protein pigyn, protein amlen, protein pilen, a phrotein niwcleocapsid. Mae'r atgynhyrchiad polyproteinau yn hunan-hollti polyproteinau ORF1a ac ORF1ab o SARS-CoV-2 i ffurfio 16 o broteinau anstrwythurol (NSP1 i NSP16) [20]. Mae'r cyfadeiladau hyn yn ymwneud ag atgynhyrchu a thrawsgrifio, gan chwarae rolau gwahanol trwy gydol cylch bywyd coronafirws (Tabl 1). Er enghraifft, mae NSP16 yn chwarae rhan bwysig wrth osgoi ymateb imiwn y gwesteiwr ac amddiffyn yr mRNA firaol eginol rhag diraddio [21].

Yn ogystal â'r cyfadeiladau protein anstrwythurol hyn sy'n ymwneud ag atgynhyrchu a thrawsgrifio SARS, mae'r ffrâm darllen agored 3a (ORF3a), ORF3b, ORF3c, ORF3d, ORF6, ORF7a, ORF7b, ORF8, ORF9b, ORF9c, ac ORF10 hefyd yn cymryd rhan. ym mecanwaith haint SARS-CoV-2 (Tabl 2) [22]. Yn benodol, nid oes gan SARS-CoV-2 ORF8a, o'i gymharu â SARS-CoV [23,24].

2.2. PAMPs firaol

Pan fydd y system imiwnedd yn synhwyro difrod meinwe, mae moleciwlau penodol yn cael eu rhyddhau i sbarduno ymateb imiwn trwy DAMPs [53]. Mae DAMPs a phatrymau moleciwlaidd cysylltiedig â phathogenau (PAMPs) yn sbarduno cynulliad llidus, yn actifadu caspase-1 [54], ac yn achosi difrod mitocondriaidd [55] (Ffigur 1). Mae derbynyddion tebyg i dollau (TLRs) yn cael eu mynegi ar gelloedd cynhenid ​​​​ac animiwn. Mae actifadu TLRs yn chwarae rhan ddeuol [56], gan gynnwys adnabod a dileu PAMPs mewn bacteria, firysau, a phathogenau eraill, a chynnwys pathogenau wrth adnabod a dileu DAMPs awtogenaidd a ryddhawyd o gelloedd marw neu lysed [57] . Mae PAMPs nodweddiadol yn asidau niwclëig, gan gynnwys RNA firaol a DNA, ond maent hefyd yn cynnwys glycoproteinau sy'n agored i'r wyneb, lipoproteinau, a gwahanol gydrannau pilen [57]. Gall ymgysylltu PAMPs a/neu DAMPs actifadu derbynyddion adnabod patrwm (PRRs), megis TLRs neu oligomerization rhwymo niwcleotid protein sy'n cynnwys parth 2 (NOD2), gan arwain at actifadu NFκB ac actifadu trawsgrifiad genynnau. Adroddwyd yn gynharach y gwyddys bod PAMPs firaol RNA dwbl (dsRNA) yn actifadu TLR3 [58], tra bod PAMPs firaol RNA un-sownd (ssRNA) yn actifadu TLR7/8 yn bennaf [59]. Mae newidiadau yn nosbarthiad asidau amino wedi'u gwefru yn y protein pigyn o amrywiadau Omicron yn ymyrryd â'r gydnabyddiaeth o TLRs gan PRRs, a thrwy hynny leihau gweithrediad y llwybr NF-κB a llwybrau signalau cysylltiedig, gan atal dyblygu firaol a gorfywiogi imiwnedd systemig o ganlyniad [60].

2.3. COVID hir

"Syndrom Ôl-COVID-19", "COVID hir-19", "effeithiau COVID-hirdymor-19", "cludwyr hir", "COVID{5}} cynffon hir" , a "symptomau COVID parhaus-19" [61-64] i gyd yn dermau a ddefnyddir i ddisgrifio cyflyrau amrywiol, megis llid, dilyniannau difrod i organau, mynd i'r ysbyty, ac ynysu cymdeithasol, sy'n parhau am amser hir ar ôl SARS- Haint CoV-2 [65]. Mae gan COVID hir heterogenedd hirdymor a symptomau cymhleth [66]. Mae'r symptomau mwyaf cyffredin yn cynnwys blinder cronig [67]; amlygiadau anadlol (ee, peswch a diffyg anadl) [67]; arrhythmia, crychguriadau'r galon, isbwysedd, cyfradd curiad y galon uwch, clefyd thromboembolig gwythiennol, myocarditis, a methiant acíwt y galon [68]; a symptomau anhwylderau niwrolegol a seiciatrig cysylltiedig (ee, niwroopathi ymylol, niwl yr ymennydd, pryder, ac iselder) [67,69,70]. Mae clystyrau diagnostig wedi dangos nad oes gan COVID hir un ffenoteip ond, yn hytrach, casgliad o is-ffenoteipiau sy'n destun gwahanol ddiagnosisau a thriniaethau [71].

Nid yw'r mecanwaith sy'n sail i barhad COVID hir wedi'i nodi eto [72], ond dyfalwyd y gallai fod yn gysylltiedig ag ymatebion imiwn annormal, pathoffisioleg firws-benodol, difrod llidiol mewn ymateb i haint acíwt [73], dyfalbarhad o y firws mewn meinweoedd penodol [74,75] neu ecsosomau a chelloedd hypertroffedd [76,77], rhyngweithio SARS-CoV-2 â'r gymuned microbiome/virome lletyol, problemau ceulo/ceulo, a signalau camweithredol coesyn yr ymennydd/vagal [ 78]. Yn ogystal, mae rôl SARS-CoV-2 mewn difrod mitocondriaidd a'r ymateb imiwn dilynol wedi'i ystyried yn ddiweddar [79-81]. Er enghraifft, gall y protein pigyn o SARS-CoV-2 atal trawsgrifio genynnau metabolaidd mitocondriaidd yn y tymor hir, gan arwain at ffibrosis myocardaidd a chamweithrediad contractile myocardaidd [79]. Mae symptomau niwrolegol hir COVID-19 yn gysylltiedig â phroteinau SARS-CoV-2 ac annormaleddau mewn proteinau mitocondriaidd mewn celloedd nerfol [81].

3. Swyddogaeth Mitocondriaidd wedi'i Newid mewn Haint SARS-CoV-2

Gall newidiadau a achosir gan SARS-CoV a newidiadau a achosir gan anweithgarwch gynyddu camweithrediad mitocondriaidd a chwalfa myofibril, a lleihau biogenesis mitocondriaidd a synthesis cyhyrau [82]. Mae celloedd sydd wedi'u heintio â SARS-CoV-2 yn arddangos cristae mitocondriaidd sydd wedi chwyddo'n annormal [83]. Mae mitocondria mewn celloedd heintiedig SARS-CoV-2-yn cael eu teneuo'n sylweddol, ac mae'r mitocondria yn cael eu trawsleoli a'u clystyru o amgylch dsRNA firaol sy'n cynnwys DMV [84]. Mae NSP4 ac ORF9b yn achosi newidiadau strwythurol mewn mitocondria, yn ogystal â ffurfio macropores pilen allanol a rhyddhau fesiglau pilen fewnol llawn mtDNA [85]. Yn ogystal, mae genynnau sy'n gysylltiedig â mitocondria yn cael eu hisreoleiddio'n bennaf mewn celloedd heintiedig SARS-CoV [86]; er enghraifft, mynegiant mtDNA, gwrthocsidyddion (ee, catalase, glutathione synthetase), a phroteinau cadwyn resbiradol mitochondrial (NDUFA9, NADH: ubiquinone oxidoreductase subunit A9; SDHA, succinate dehydrogenase flavoprotein cymhleth is-uned A; COX4I1, cytochrome oxidaseunit subunit A; wedi gostwng yn sylweddol mewn brychau heintiedig SARS-CoV [87].

Gwyddys bod SARS-CoV ORF7a, ORF8a, ac ORF9b wedi'u lleoli yn y mitocondria, a all atal protein signalau gwrthfeirysol I-mitochondrial genyn anwytholedig retinoig (RIG1-MAVS) - signalau interfferon dibynnol, gwella dyblygu firaol, a dinistrio swyddogaeth mitocondriaidd [88]. Camweithrediad mitocondriaidd yw un o nodweddion niwroddirywiol cynharaf ac amlycaf niwropatholeg a achosir gan SARS-CoV [89]. Yn ogystal, mae syndromau metabolig fel diabetes, gordewdra, a chlefydau cardiofasgwlaidd ac afu - sy'n gysylltiedig â mitocondria - hefyd yn arwain at dueddiad a chanlyniadau niweidiol haint SARS-CoV [90-93], gan gynyddu'r marwolaethau yn sylweddol. cyfradd haint SARS-CoV{-2 [94,95]. Gall llawer o gemegau amgylcheddol, diffyg maeth, a straen economaidd-gymdeithasol gwaethygu hefyd achosi difrod mitocondriaidd, a all effeithio'n negyddol ar ragolygon COVID-19 [96]. Ar ben hynny, mae aflonyddwch mitocondriaidd cardiaidd ar ôl haint, cynhyrchu ROS, a straen egnïol yn arwain at newidiadau mitocondriaidd a chamweithrediad cardiofasgwlaidd mewn cleifion COVID-19, ac mae nifer yr achosion o ddigwyddiadau cardiofasgwlaidd andwyol yn cynyddu mewn cleifion COVID a adferwyd [97] .

3.1. Newid Signalau Mitochondrial Ca2+

Mae sianel y gwesteiwr Ca2+ yn effeithio ar bob proses o haint gan y firws, sy'n goresgyn y sianel Ca2+ gwesteiwr i amharu ar homeostasis a bod o fudd i'w gylch bywyd ar draul goroesiad y gwesteiwr. Wrth atal gweithgaredd sianeli Ca2+ a weithredir mewn siop, mae colled firaol yn cael ei leihau, a thrwy hynny leihau heintiad llawer o firysau RNA amlen [98,99]. Yn ystod haint firaol, gwyddys hefyd bod asiantau heintus yn sbarduno dadreoleiddio rhaeadrau signalau celloedd lletyol sy'n effeithio ar ddeinameg calsiwm cellog [100,101]. Gall hyn arwain at anghydbwysedd mewn crynodiadau calsiwm, a all gael effaith ar swyddogaeth mitocondriaidd. Ar ben hynny, gall chwe gweddillion asidig penodol (E819, D820, D830, D839, D843, a D848) ar y proteinau pigyn SARS-CoV-2 rwymo calsiwm, a thrwy hynny reoleiddio gallu'r firws i fewnosod mewn pilenni lipid, sy'n , yn ei dro, yn effeithio ar ffosfforyleiddiad ocsideiddiol (OXPHOS) a dal a storio calsiwm mitochondrial [14,102,103].

Mae'r reticwlwm endoplasmig, mitocondria, a philen plasma i gyd yn ymwneud â chydlynu dynameg calsiwm, ac mae tystiolaeth y gall firysau eu hunain achosi newidiadau mewn signalau calsiwm mitocondriaidd. Mae'n hysbys bod ORF3a yn ymgynnull i blygiadau dimeric ac yn ffurfio sianeli catation athraidd Ca2+ annetholus [104]. Pan fynegir ORF3, cynyddir y ffurfiant pilen sy'n gysylltiedig â mitocondria (MAM) a chludir calsiwm cytoplasmig i mitocondria trwy'r reticwlwm endoplasmig, gan fod ORF3a yn gludwr ïon calsiwm [104]. Mae NSP2 ac NSP4 yn rhyngweithio â'r cymhleth protein 1/2 sy'n gysylltiedig â rafftiau lipid endoplasmig (ERLIN1/2) i reoleiddio signalau Ca2+ o'r reticwlwm endoplasmig i'r mitocondria [105]. Ar ben hynny, mae'r mewnlifiad calsiwm oherwydd ORF3a yn actifadu'r switsh ar gyfer caspasau ac apoptosis sy'n ddibynnol ar galsiwm sydd, yn ei dro, yn sbarduno marwolaeth celloedd wedi'i raglennu [106]. Mae proteinau SARS-CoV-2 yn tarfu'n sylweddol ar osgiliadau gwaelodlin calsiwm cellog, yn rhwystro gweithgaredd sianel calsiwm math L, ac yn achosi difrod cellog [14]. Mae proteinau SARS-CoV-2 yn newid mPTP, gan achosi iddo agor a sbarduno marwolaeth celloedd [14]. Mae cydrannau cymhleth mPTP SPG7 matrics is-uned peptidase AAA (SPG7) a cyclophilin D yn cael eu huwchreoleiddio mewn celloedd sydd wedi'u heintio â SARS-CoV-2 [107]. Gwyddys bod SPG7, peptidylprolyl isomerase F (PPIF), a ffactor mewnforio matrics mitochondrial 23 (MIX23) yn rhyngweithio. Roedd dymchwel MIX23 mewn mitocondria yn gwella gallu mitocondria i atafaelu calsiwm yn sylweddol. Mewn cyferbyniad, gwyddys bod atalydd mPTP cyclosporin A yn adfer cadw Mitocondriaidd Ca2+ a hyfywedd celloedd ar ôl haint firaol [14]. Mae ORF3a, ORF9b 9c, ORF10, ac NSP6 o SARS-CoV-2 yn gysylltiedig â phroteinau cymhleth mPTP sy'n ymwneud â chamweithrediad mitocondriaidd a marwolaeth celloedd [14].

3.2. Newid mewn Glycolysis – Ecwilibriwm OXPHOS

Mae Long COVID yn gyflwr anghydbwysedd metabolig cronig a hunan-barhaol a achosir gan firws heb ei ddatrys a nodweddir gan gamweithrediad mitocondriaidd, ROS yn gyrru llid yn barhaus, a symudiad tuag at glycolysis [108]. Gall firysau newid swyddogaethau OXPHOS a mPTP, gan arwain at anghydbwysedd o ran adnoddau ynni a biosynthetig neu osgoi gwyliadwriaeth imiwnedd [109,110]. Mae'r NSP4 o SARS-CoV-2 yn rhyngweithio â'r warchodwr mitochondrial ïon peptidase 1 (LONP1), gan effeithio ar swyddogaeth LONP1 i hyrwyddo plygu protein mitocondriaidd, ynghyd â system gwarchodwr protein sioc gwres mitocondriaidd 70 kDa (mtHSP70) [ 111]. Bydd gan OXPHOS sydd wedi'i ymgynnull â swm annigonol o broteinau ddiffygion, gan effeithio ar swyddogaeth gymhleth OXPHOS. Er enghraifft, yn hylif lavage broncoalfeolar cleifion sydd wedi'u heintio â SARS-CoV-2, mae'r nicotinamid adenine dinucleotide (NADH): is-uned graidd ubiquinone oxidoreductase V (NDUFV, cymhleth 1), SDHA (cymhleth 2), COR1 (cytochrome c reductase), ubiquinol-cytochrome c reductase craidd protein 2 (UQCRC2, cymhleth 3), adenosine triphosphate (ATP) synthase coesyn ymylol is-uned F6 (ATP5PF), ATP synthase F1 is-uned alffa (ATP5F1A), ATP synthase is-uned coesyn ymylol d (ATP5PD), F-math ATPase A, a pyrophosphatase anorganig 2 (PPA2, ATP synthase) yn is-reoleiddio [112]. Efallai na fydd OXPHOS cleifion heintiedig yn gweithio'n iawn, gan arwain at lai o resbiradaeth aerobig mitocondriaidd a straen ocsideiddiol uwch. Gall cywirdeb y bilen mitocondriaidd gael ei beryglu ar ôl haint SARS-CoV-2. Canfuwyd cymhlethdodau II a IV o broteinau cydran OXPHOS y tu allan i'r cytoplasm a'r matrics mitocondriaidd wedi'i heintio â firws, gan nodi bod tarfu ar swyddogaethau OXPHOS a'r gadwyn cludo electronau [113]. Gwelwyd mynegiant amhariad o OXPHOS mitocondriaidd a genynnau gwrthocsidiol, ac arweiniodd colli cadwyn trafnidiaeth electron a photensial pilen at ostyngiad mewn resbiradaeth aerobig mitocondriaidd a gwell mtROS [114]. Mae difrod mitocondriaidd yn cychwyn apoptosis o dan weithgaredd cadwyn trafnidiaeth electronau mitocondriaidd â nam, disbyddiad ATP, a mwy o straen ocsideiddiol [115].

Mae hyperlactation i'w weld ym mhob marwolaeth COVID-19 [116]. Mae cleifion sydd wedi'u heintio â SARSCoV-2 wedi newid llwybrau metabolaidd sy'n arwain at lai o resbiradaeth mitocondriaidd a mwy o glycolysis, a allai waethygu cyflwr y claf. Mae'r proteinau SARS-CoV-2 sy'n gyfrifol am waethygu'r afiechyd yn annog y celloedd i newid o ffenoteip ocsideiddiol i ffenoteip glycolytig [14]; er enghraifft, mae protein pigyn SARS-CoV-2 yn lleihau resbiradaeth mitocondriaidd gwaelodol a chynhyrchiad ATP, yn cynyddu glycolysis a achosir gan glwcos, ac yn gwneud y mwyaf o gapasiti cludo glycolytig y porthladd [117]. Mae hyn yn awgrymu y gall SARSCoV-2 gymryd drosodd mitocondria gwesteiwr i hwyluso ei lwybrau metabolaidd [48,118-120], gan arwain at werthoedd lactad a glwcos plasma uwch mewn cleifion sydd wedi'u heintio â SARS-CoV-2-. Pan oedd celloedd wedi'u heintio â phrotein pilen SARS-CoV{-2 neu ORF3a, roedd cyfradd yfed ocsigen mitocondriaidd gwaelodol (OCR) ac ychydig iawn o OCR carbonylcyanid ffenylhydrazone (FCCP) a achosir gan drifluoromethoxy. Roedd NSP6 a NSP7 yn atal yn rhannol yr OCR mwyaf posibl mewn celloedd heintiedig [14]. Mae rhai proteinau SARS-CoV-2 yn achosi i gelloedd newid o ffenoteip ocsideiddiol i ffenoteip glycolytig [14]. Mae hypocsia yn cael ei achosi gan ymglymiad yr ysgyfaint, gan ffafrio glycolysis a chroniad lactad pan fydd camweithrediad mitocondriaidd ac OXPHOS yn cael eu lleihau. Mae cronni lactad yn niweidiol i swyddogaeth MAVS, a gall leihau'r ymateb interfferon ymhellach [121]. Mae cleifion sydd wedi'u heintio â SARS-CoV-2 wedi newid llwybrau metabolaidd sy'n arwain at lai o resbiradaeth mitocondriaidd a mwy o glycolysis, a allai waethygu cyflwr y claf. Mae hyn yn awgrymu y gall SARS-CoV-2 gymryd drosodd y mitocondria gwesteiwr, i rwystro ei lwybrau metabolaidd. Ymhellach, mae gwerthoedd glwcos lactad a phlasma yn uwch mewn cleifion heintiedig SARS-CoV{-2.

3.3. Newid Deinameg Mitocondriaidd

Mae dynameg ymasiad ac ymholltiad mitocondria yn ailfodelu uwch-strwythur y bilen [122], gan ganiatáu ar gyfer tynnu mitocondria sydd wedi'i ddifrodi [123]. Mae morffoleg mitocondriaidd yn cael ei newid neu ei ansefydlogi yn niinameg rhaniad ffisiolegol arferol celloedd, sy'n chwarae rhan mewn llawer o gyflyrau patholegol [124]. Er enghraifft, cynyddodd atal y protein mitofusin ymasiad-hanfodol mitocondriaidd-2 (Mfn2) gynhyrchiad ROS a mwy o c-Mehefin N-terminal kinase (JNK) a chyfoethogydd cadwyn golau kappa ffactor niwclear (NFκB) mewn signalau celloedd B wedi'u actifadu. , gan arwain at lai o signalau inswlin a chymeriant glwcos [125]. Yn ogystal, cynyddodd mynegiant afreolaidd y protein cysylltiedig â dynein 1 (DRP1, protein ymholltiad mitocondriaidd) gynhyrchu H2O2 a difrodi mitocondria [126].

Mae'r protein ORF9b yn cyfryngu diraddio'r DRP1, gan arwain at ymestyn mitocondria yn annormal [46]. Ar ben hynny, mae celloedd heintiedig yn cyflwyno is-reoleiddio genynnau sy'n gysylltiedig â synthesis ribosom mitocondriaidd, synthesis ribosom mitocondriaidd I, trawslocas, proses ymholltiad mitocondriaidd 1 (MTFP1, protein sy'n hyrwyddo ymholltiad mitocondriaidd), ac atalydd signalau cytocin 6 (SOCS6) [{{ 9}}]. Arweiniodd is-reoleiddio targed mecanistig cymhleth rapamycin 1 (mTORC1) at fynegiant llai o MTFP1 a chymhleth I [127,128]. Mae mynegiant llai o MTFP1 yn actifadu ffactor niwclear kappa-light-chain enhancer o gelloedd B wedi'i actifadu (NFκB) a SOCS6, gan arwain at orlifiad mitocondriaidd [129].

3.4. Newid Autophagy ac Apoptosis

Mae awtophagi yn dynodi bod proteinau nas defnyddiwyd a mitocondria wedi'u difrodi yn cael eu tynnu o gelloedd, ond mae awtoffagi â nam yn arwain at lai o ocsigen a llai o weithgaredd mitocondriaidd. Gall awtophagi hefyd drawsnewid celloedd yn eneraduron pro-llidiol, ac arwain at glystyrau protein sy'n tarfu ar brosesau amrywiol. Mae athreiddedd pilen allanol mitocondriaidd (MOMP) yn cael ei reoli gan mitocondria [130], sy'n sbarduno apoptosis yn ystod difrod DNA mewngellol, straen ocsideiddiol, gorlwytho Ca2+ cytosolig, straen reticwlwm endoplasmig, ac aflonyddwch eraill [131]. Mae firysau yn amharu ar swyddogaeth mitocondriaidd trwy ymatebion pro- a gwrth-apoptotig [132]. Pan fydd signalau pro-apoptotig yn drech, mae'r bilen allanol yn colli ei chyfanrwydd ac yn ail-ryddhau nifer o broteinau gofod rhyngbilen (IMS) a allai fod yn wenwynig i'r cytoplasm. Mae IMS yn cael ei yrru i ryddhau ffactorau sy'n achosi apoptosis mewn ymateb i ddifrod DNA sydd, yn ei dro, yn arwain at bolymereiddio ensymau sy'n gysylltiedig â difrod DNA (ADP-ribose polymerase, PARP) [133-135]. Pan fydd celloedd cynnal yn anfon signalau PAMP, mae inflammasomes yn oligomerize ac yn ffurfio derbynyddion, yn actifadu caspasau i gynhyrchu cytocinau, ac yn cymell apoptosis [54]. Mae'r inflammasome yn cael ei actifadu, gan arwain at gynhyrchu cytocinau pro-llidiol (IL-1 a 12) ac apoptosis [136]. Mae permeabilization mitocondria yn hanfodol ar gyfer apoptosis a necrosis rheoledig [130,131,137].

Mae ORF6 yn lleoleiddio i'r pilenni autophagosome a lysosomal [33]. Ar ben hynny, mae ORF9b yn cymell awtophagi mewn celloedd cynnal cyfryngol 5 (ATG5) sy'n gysylltiedig ag awtoffagy [46]. Mae ORF3a ac ORF8 yn ymwneud ag apoptosis [42]. Mae NSP4 yn rhyngweithio â lymffoma B-cell 2 (BCL2) antagonist/lladdwr (BAK) i gyfryngu gallu ffurfio macropore. Mae ORF9b yn atal yr aelod antiapoptotig o'r teulu BCL2 lewcemia myeloid protein-1 (MCL1) ac yn cymell ffurfio fesiglau pilen fewnol sy'n cynnwys mtDNA. Mae dileu BAK a/neu or-fynegiant MCL1 yn gwrthdroi difrod mitocondriaidd cyfryngol SARS-CoV yn sylweddol. Yn y cyfamser, mae ORF9b ac ORF9c yn rhyngweithio ag organynnau, gan arwain at atal ymatebion gwrthfeirysol mewn celloedd heintiedig [138].

3.5. Marwolaeth Celloedd a Rhyddhad mtDNA

Mae actifadu MOMP yn arwain at farwolaeth celloedd trwy ryddhau cytochrome c, ffactor actifadu apoptosis proteas -1 (APAF-1)-ddibynnol, a chynulliad dibynnol deoxyadenosine triphosphate (dATP), wedi'i ddilyn gan actifadu caspase a'r cyfranogiad o swyddogaethau signalau proinflammatory. Mae ORF3a yn ymwneud â marwolaeth celloedd necrotig a difrod lysosomaidd [28] ac mae'n dylanwadu ar ddyblygiad firaol a ffyrnigrwydd [26]. Dangoswyd bod ORF6 ac ORF7a yn arddangos y nerth uchaf ar gyfer sytowenwyndra [33].

Mae SARS-CoV-2 yn heintio mitocondria ac yn ffurfio fesiglau bilen dwbl sydd, yn ei dro, yn arwain at ryddhau mtDNA i gylchrediad ac actifadu'r ymateb imiwn, gan arwain at gyflwr pro-llidiol difrifol [139]. Gall yr amrywiad mtDNA mewn-19 cleifion COVID ragweld graddau'r afiechyd a'r risg o ddatblygu'r clefyd difrifol [140,141]. Ar ôl apoptosis, mae mtDNA yn cael ei ryddhau, gan waethygu ymhellach ymatebion llidiol lleol a systemig [142]. Mae cydberthynas gadarnhaol rhwng lefelau mtDNA a marcwyr pro-llidiol wedi'u pennu ym mhlasma'r cleifion COVID [143,144]. Mae hwn bellach yn cael ei ddefnyddio fel dangosydd o ddifrifoldeb COVID-19 neu fel rhagfynegydd marwolaethau. Ar ben hynny, pan ryddheir mtDNA i'r cytosol, mae'n gweithredu fel DAMP, sydd, yn ei dro, yn achosi "storm cytocin" ac yn atal rheoleiddio cellog o ymatebion llidiol gormodol [143].

4. Statws Rhydocs Mitocondriaidd ac Ymateb Llidiol

Mewn unigolion â mitocondria sy'n gweithredu'n wael, gall y firws "arwain" y gwesteiwr i gylch o lid cronig. Mae mitocondria yn chwarae rhan hanfodol mewn cynhyrchu ynni cellog ac maent yn elfen allweddol o'r ymateb imiwn cynhenid. Pan amharir ar y bilen mitocondriaidd a'r cymhleth cadwyn trafnidiaeth electron, cynhyrchir mwy o ROS oherwydd colli potensial pilen, a all arwain at straen ocsideiddiol [114] a gweithrediad llwybrau pro-llidiol [145]. Er bod cynhyrchu ROS yn hanfodol mewn ymatebion imiwnedd, gall ROS gormodol niweidio meinweoedd gwesteiwr a gwaethygu llid [146]. Yn olaf, gall achosi niwed i feinweoedd neu organau, gan arwain at ganlyniadau o'r fath fel anhwylderau cyhyrau [147]. Gall MtROS - sy'n uwch mewn celloedd heintiedig SARS-CoV-2-a monocytes - wella ymatebion llidiol trwy uwch-reoleiddio IL1- [112,148]. Ar ben hynny, gellir rhyddhau DAMPs fel mtDNA ocsidiedig i'r cytoplasm, sy'n gwaethygu llid trwy actifadu'r inflammasome [149]. Pan fydd celloedd cynnal yn anfon signalau PAMP, mae inflammasomes yn oligomerize ac yn ffurfio derbynyddion, yn actifadu caspasau i gynhyrchu cytocinau, ac yn cymell apoptosis [54].

Mae ORFs SARS-CoV-2 hefyd yn ymwneud â mecanwaith llidiol y broses heintio. Mae proteinau N-terminal ORF3d ac ORF8 yn ennyn ymatebion gwrthgyrff cryf [32]. Mae ORF9b hefyd yn actifadu'r inflammasome i osgoi'r ymateb imiwn a hyrwyddo dyblygu firaol [48]. Mae ORF3b [29], ORF6 [34,35], ORF7a [38], ORF8 [43,44], ac ORF9c [31,49-51] o SARS-CoV yn wrthwynebwyr interfferon-I pwysig, sy'n cymell ymatebion imiwnedd gwesteiwr â nam arnynt. [138]. Mae ORF7a yn herwgipio'r system ubiquitin gwesteiwr i wella'r gallu i gythruddo ymatebion interfferon-I [39]. Mae ORF8 yn rhyngweithio â'r prif gymhleth histocompatibility (MHC-I) [24], yn actifadu'r llwybr signalau IL-17, ac yn hyrwyddo cytocinau pro-llidiol [45]. Mae protein ORF9c yn rhyngweithio â phroteinau cysylltiedig moleciwlau sy'n gysylltiedig â NFκB [31] yn amharu ar brosesu a chyflwyniad antigen ac yn ategu signalau, ac yn ysgogi signalau IL-6 [49]. Mae ORF7a yn clymu i CD14+ monocytes, gan arwain at ostyngiad mewn cyflwyniad antigen a chymell mynegiant amlwg cytocinau pro-llidiol [40].

4.1. Mitocondria Cymell Ymateb Llidiol Seiliedig ar NLRP-3-

Mae signalau pro-llidiol NLRP-3 yn actifadu cytocinau, gan gynhyrchu rhaeadrau llidiol sy'n gysylltiedig â mitocondrion [150-152]. Mae hyn yn arbennig o bryderus mewn cleifion oedrannus, sy'n profi cynnydd yn yr NLRP-3 llidus gydag oedran [153]. Mae hyn yn gwaethygu haint SARS-CoV-2 [154]. Gall y cardiolipin ffosffolipid mitocondriaidd rwymo ac actifadu'r cymhleth inflammasome NLRP3 [152] yn uniongyrchol. Mae ROS a gynhyrchir gan mitocondriaidd yn ymwneud ag actifadu'r inflammasome NLRP3 [152]. Mae ysgogi'r inflammasome NLRP3 yn arwain at actifadu caspase-1, sydd, yn ei dro, yn arwain at broteolysis cytocinau megis interleukin (IL)-1 ac IL-18 [54]. Mae ORF3a yn actifadu mynegiant genynnau pro-IL-1 a secretion IL{-1, sydd yn y pen draw yn actifadu signalau NFκB a'r inflammasome NLRP3, gan hyrwyddo storm cytocin [27].

Mae proteinau firaol yn rhyngweithio'n uniongyrchol â chydrannau neu broteinau rheoleiddiol NLRP3, gan gynnwys y rhyngweithio â'r derbynnydd NLRP3 trwy brotein nucleocapsid, a rhyngweithiad ORF3a â Caspase 1 a ffactor 3 sy'n gysylltiedig â derbynyddion TNF (TRAF3) [27,28,155]. Yn ogystal â llwybrau actifadu canonaidd NLRP3 PAMPs a DAMPs, mae'r proteinau amlen ORF3a ac ORF8b o SARS-CoV yn gweithredu fel agonyddion NLRP3 [27,156,157] ac yn chwarae rhan yn y pathogenesis llidiol [158,159]. Yn ogystal, cynyddir trawsgrifio genynnau targed sy'n ddibynnol ar NFκB o cytocinau pro-llidiol, megis IL-18 ac IL{-1b, trwy broteinau nucleocapsid, pigyn, ORF7a, ac OFR3a [28,155,160,161]. Mae protein ORF3a yn ysgogi rhaeadru NLRP3 mewn macroffagau mêr esgyrn ac yn ysgogi ymatebion llidiol cyfryngol IL [151,162].

4.2. Rhoi Signalau TLR7 a TLR9 ar waith

Yn ystod haint SARS-CoV-2, mae TLRs yn rhwymo eu ligandau yn gyntaf ac yna'n recriwtio proteinau addasydd fel ymateb sylfaenol gwahaniaethu myeloid 88 (MyD88) ac interfferon-anwythadwy addasydd (TRIF) - sy'n cynnwys y parth TIR, sy'n actifadu imiwnedd i lawr yr afon llwybrau moleciwlaidd [163], gan amddiffyn y corff rhag goresgynnol antigenau. Fodd bynnag, gall actifadu gormod o TLRs arwain at ymatebion llidiol difrifol, gan arwain at anaf a hyd yn oed farwolaeth [56,164]. Ar ben hynny, pan gynyddir mtROS, mae'n arwain at gamweithrediad mitocondriaidd a gollyngiadau mtDNA, sy'n cymell actifadu TLR9 a NFκB a rhyddhau cytocinau llidiol [165].

Gall TLR7 gael ei actifadu gan ssRNAs sy'n gyfoethog mewn guanosin (G) ac wridin (U) [166]. Gall dau ddilyniant ssRNA GUrich yn SARS-CoV-2 actifadu TLR7 a'i lwybr cysylltiedig â MyD i lawr yr afon mewn celloedd dendritig dynol [167]. Mae TLR7 yn cydnabod SARS-CoV-2 mewn celloedd imiwnedd, gan sbarduno cynhyrchu interfferon math I a cytocinau pro-llidiol [168,169]. Gall TLR9 adnabod dilyniannau llawn cytosin-gwanin (CpG) mewn firaol a mtDNA [170], a gall CpG yn rhanbarth protein amlen SARS-CoV a chodio ORF10 gael eu cydnabod gan TLR9 fel ligand [171]. Mae TLR9 yn hyrwyddo llid trwy signalau NFκB a chynhyrchiad IL-6, ac mae'n amharu ar swyddogaeth celloedd endothelaidd trwy leihau mynegiant endothelaidd nitric ocsid synthase (eNOS) [165].

4.3. Mae Signalau MAVS yn Rheoleiddio Ymatebion Llidiol

Yn dilyn haint firaol, mae MAVS yn cychwyn yr ymateb imiwn cynhenid ​​​​drwy'r mitocondria. Mae MAVS yn cael ei gyfryngu gan ryngweithiad trawslocasau â phroteinau pilen allanol mitocondriaidd (TOM); er enghraifft, mae STING (MITA) - protein trawsbilen sy'n bresennol ar y reticwlwm endoplasmig, mitocondria, a philenni sy'n gysylltiedig â mitocondria - yn cyfrannu at actifadu MAVS [172]. Mae Ring Finger Protein 5 (RNF5) yn rheoleiddio signalau MAVS trwy hollbresennol MITA [173].

Mae TOM70 yn ymwneud â chludo protein ar gyfer cynulliad cymhleth cadwyn trafnidiaeth electron mewn mitocondria [174]. Mae TOM70 yn rhyngweithio â kinase sy'n rhwymo TANK (TBK1) trwy'r protein sioc gwres 90 (HSP90), i ddod â'r signal y tu allan i'r mitocondria [175], gan felly actifadu'r ymateb interferon. Mae TOM70 yn actifadu TBK1 trwy HSP90, gan gymryd y signal y tu allan i'r mitocondria i actifadu interfferon [50]. Pan fydd y ffactor rheoleiddio interferon (IRF)-3 yn rhwymo i HSP90, mae'n sbarduno'r cymhleth MAVS, mae E3 yn cysylltu ffactorau derbynnydd necrosis tiwmor sy'n gysylltiedig â ffactorau 3 a 6 (TRAF3 a TRAF6) i actifadu NFκB, ac mae IRF yn darparu amddiffyniad gwrthfeirysol [ 176]. Yn y cyfamser, mae protein pilen SARS-CoV-2 yn atal agregu TRAF3, TBK1, ac IRF3 i mewn i'r cyfadeilad MAVS [177]. Mae ORF9b yn atal y rhyngweithio rhwng TOM70 a HSP90 ac yn ffurfio cymhleth gyda TOM70, gan effeithio felly ar y gadwyn trafnidiaeth electron mitocondriaidd [51], gan leihau'r ymateb imiwnedd gwesteiwr a reoleiddir gan interferon [47], a chymell apoptosis [50].

Ar ben hynny, mae SARS-CoV-2 yn blocio interfferon 1 ac interfferon 3 trwy ymyrryd â llwybr MAVS [178]. Mae'r protein bilen yn atal actifadu interfferon trwy is-reoleiddio MAVS [177,178]. Mae NSP13 yn atal ffosfforyleiddiad TBK1 ac yn blocio i lawr yr afon o'r llwybr MAVS [38]. Mae ORF6 yn rhwystro sefydlu interfferon gan MDA-5, MAVS, a TBK1 [179]. Mae ORF3 yn cymell hollbresennol is-uned derbynnydd interfferon 1 (IFNAR1) i is-reoleiddio gweithgaredd interfferon 1 [180].

【Am ragor o wybodaeth:george.deng@wecistanche.com / WhatsApp:8613632399501】