中科院广州生物医药与健康研究院刘兴国研究组在一项研究中，首次发现一种新的线粒体功能互补模式。该发现对线粒体间物质交换和功能补偿效应带来了“概念性”的突破，为线粒体疾病的治疗提供了理论基础和新靶点。相关研究近日在线发表于《细胞和分子生命科学》杂志。

　　线粒体DNA突变会导致细胞内同时含有野生型线粒体DNA和突变型线粒体DNA。无论在哪种线粒体DNA突变引发的疾病中，都存在“阈值效应”：只有当线粒体DNA突变积累到一定比例时，细胞的线粒体呼吸功能才会受到影响，同时临床症状才会出现，但其可能的模式与机制至今仍是谜一般的“黑匣子”。

　　刘兴国研究组建立了新的细胞模型，并应用新的成像学方法，发现当线粒体的DNA丧失功能时，它们之间的同源融合能力很低，但是与正常线粒体保持了很高的异源融合能力从而在短时间内获得代谢功能补偿，称为“初始代谢补偿”。该研究揭示了线粒体疾病中“阈值效应”的线粒体功能互补之谜：首先是短时的“初始代谢补偿”，其次是长时的依赖于正常线粒体DNA表达的补偿。更重要的是，研究组以“初始代谢补偿”为线粒体疾病的新靶点，筛选到了新的候选基因药物及小分子药物。