高脂飲食（HFD）會(huì)誘導(dǎo)心肌損傷。Mst1是一種蛋白激酶，許多心血管疾病的發(fā)生都與Mst1基因的持續(xù)激活有關(guān)。為探討Mst1參與高脂飲食誘導(dǎo)心肌損傷的機(jī)制，科研人員開(kāi)展了相關(guān)研究。
（1）心肌損傷可由線(xiàn)粒體功能障礙誘發(fā)。線(xiàn)粒體是細(xì)胞

有氧呼吸

有氧呼吸

的主要場(chǎng)所，在線(xiàn)粒體中，丙酮酸分解為

CO₂

CO₂

和

[H]（NADH）

[H]（NADH）

，后者進(jìn)一步與氧結(jié)合生成水，釋放大量能量。
（2）研究人員按以下分組情況開(kāi)展實(shí)驗(yàn)：正常飲食，正常小鼠（ND+WT組）；正常飲食，Mst1基因敲除小鼠（ND+Mst1^-/-組）；高脂飲食，正常小鼠（HFD+WT組）；高脂飲食，Mst1基因敲除小鼠（HFD+Mst1^-/-組）。連續(xù)喂養(yǎng)16周后，進(jìn)行相關(guān)檢測(cè)。
①取新鮮心臟組織塊，制成切片后，在透射電鏡下觀(guān)察心肌線(xiàn)粒體，結(jié)果如圖。（放大6000倍，圖中深灰色長(zhǎng)圓形、圓形結(jié)構(gòu)為線(xiàn)粒體）

如圖所示，與ND+WT組相比，HFD+WT組小鼠心肌線(xiàn)粒體形態(tài)破壞，單位平方微米內(nèi)線(xiàn)粒體數(shù)量

增加

增加

；與HFD+WT組相比，HFD+Mst1^-/-組線(xiàn)粒體形狀較規(guī)則，單個(gè)線(xiàn)粒體平均面積明顯

增加

增加

。
②分別檢測(cè)心肌檸檬酸合成酶（與有機(jī)物氧化分解相關(guān)）活性和ATP含量，結(jié)果如圖。

檢測(cè)結(jié)果說(shuō)明：高脂飲食會(huì)導(dǎo)致線(xiàn)粒體功能損傷，而Mst1基因敲除可以

在一定程度（提高心肌檸檬酸合成酶活性，促進(jìn)ATP合成）上減輕

在一定程度（提高心肌檸檬酸合成酶活性，促進(jìn)ATP合成）上減輕

這種損傷。
③Drp1和Mfn2分別是促線(xiàn)粒體分裂蛋白和促線(xiàn)粒體融合蛋白。研究人員對(duì)其表達(dá)水平進(jìn)行了檢測(cè)，結(jié)果如圖。

由圖可知，與ND+WT組相比，HFD+WT組Drp1的表達(dá)量

升高

升高

，Mfn2的表達(dá)量減少；HFD+Mst1^-/-組較HFD+WT組Drp1表達(dá)量減少，Mfn2表達(dá)量

升高

升高

。蛋白β-actin作為參照物質(zhì)，是由于該蛋白

在細(xì)胞中的表達(dá)量相對(duì)穩(wěn)定（表達(dá)量較高）

在細(xì)胞中的表達(dá)量相對(duì)穩(wěn)定（表達(dá)量較高）

。
（3）綜合上述研究結(jié)果可知，Mst1基因敲除可通過(guò)

減少Drp1和的表達(dá)，增加Mfn2的表達(dá)，抑制線(xiàn)粒體的分裂，促進(jìn)線(xiàn)粒體融合，維持線(xiàn)粒體結(jié)構(gòu)（數(shù)量和形態(tài)）的穩(wěn)定，進(jìn)而使線(xiàn)粒體功能損傷減輕

減少Drp1和的表達(dá)，增加Mfn2的表達(dá)，抑制線(xiàn)粒體的分裂，促進(jìn)線(xiàn)粒體融合，維持線(xiàn)粒體結(jié)構(gòu)（數(shù)量和形態(tài)）的穩(wěn)定，進(jìn)而使線(xiàn)粒體功能損傷減輕

，從而減輕高脂對(duì)心肌的損害。
（4）請(qǐng)?jiān)谝陨涎芯康幕A(chǔ)上，提出一個(gè)進(jìn)一步研究的課題：

探究Mst1基因敲除抑制線(xiàn)粒體分裂、促進(jìn)線(xiàn)粒體融合的分子機(jī)制

探究Mst1基因敲除抑制線(xiàn)粒體分裂、促進(jìn)線(xiàn)粒體融合的分子機(jī)制

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