线粒体是真核细胞中高度保守的细胞器，传统认知中其核心功能是通过氧化磷酸化产生三磷酸腺苷（ATP），为细胞生命活动提供能量。近年来，随着分子生物学技术的发展，线粒体的非能量代谢功能逐渐被揭示，尤其在免疫与炎症调控领域的重要作用受到广泛关注。神经免疫炎症作为多种神经系统疾病（如阿尔茨海默病、帕金森病等）的核心病理环节，其发生发展与线粒体功能异常密切相关。线粒体通过多种分子机制调控免疫细胞活化、炎症因子释放及炎症信号传导，成为连接能量代谢与免疫炎症反应的关键枢纽。 同时，线粒体相关研究（如线粒体自噬、线粒体动力学、线粒体功能障碍等）已成为国家自然科学基金资助的热点方向，免疫与炎症相关项目持续占据资助重点地位。深入阐明线粒体调控免疫与炎症的分子机理，不仅有助于揭示相关疾病的发病本质，更为开发靶向线粒体的新型治疗策略提供了重要思路，具有重要的科学价值与临床意义。

一、线粒体：先天免疫信号的核心整合平台

线粒体是先天免疫的信号平台

Subramanian N, Natarajan K, et al. The adaptor MAVS promotes NLRP3 mitochondrial localization and inflammasome activation. Cell. 2013 Apr 11;153(2):348-61. 

 先天免疫是机体抵御病原体入侵的第一道防线，线粒体通过整合多种免疫信号，成为先天免疫激活的关键平台。线粒体抗病毒蛋白MAVS（Mitochondrial Antiviral Signaling Protein）作为定位于线粒体外膜的核心接头蛋白，在抗病毒免疫中发挥关键作用：当病毒RNA感受器RIG-I（Retinoic Acid-Inducible Gene I）和MDA5（Melanoma Differentiation-Associated Protein 5）识别细胞内病毒RNA后，可诱导MAVS发生寡聚化，进而激活转录因子NF-κB（Nuclear Factor-κB）和IRFs（Interferon Regulatory Factors）信号通路，促进I型干扰素及抗病毒基因的表达，实现宿主防御[1]。 值得注意的是，线粒体活性氧（mtROS）可直接激活MAVS的寡聚化，不依赖病毒RNA识别即可诱导I型干扰素产生，形成独立的宿主防御途径。此外，MAVS还能直接促进NLRP3（NOD-Like Receptor Pyrin Domain-Containing Protein 3）炎症小体的组装，激活下游caspase-1信号通路，启动炎症反应。而NLRP3炎症小体的激活反过来会导致线粒体损伤和mtROS产生，线粒体内膜去极化后暴露的心磷脂进一步招募NLRP3，形成正向调控环路，凸显了线粒体在先天免疫信号网络中的核心地位。

二、线粒体调控免疫与炎症的关键分子机制

（一）线粒体DNA（mtDNA）释放

mtDNA作为损伤相关分子模式（DAMP），在 mitochondria 受损或细胞应激状态下会被释放到细胞质中，通过激活炎症小体（如NLRP3）诱导IL-1β、IL-18等炎症因子的产生，启动炎症反应。此外，释放的mtDNA还可通过cGAS-STING信号通路激活先天免疫，促进干扰素及促炎细胞因子的表达，参与免疫调控过程。

（二）活性氧（ROS）产生

线粒体是细胞内ROS的主要来源，mtROS作为重要的第二信使，参与NF-κB、MAPK等多条信号通路的调控。适量的mtROS可促进免疫细胞活化和炎症反应的启动，而过量的mtROS则会导致氧化应激损伤，加剧炎症反应和细胞凋亡。在神经免疫炎症中，mtROS的异常积累会诱发神经细胞损伤和炎症因子释放，推动疾病进展。

（三）线粒体动力学调控

线粒体的融合与分裂（即线粒体动力学）平衡对维持线粒体功能至关重要。线粒体融合由MFN1、MFN2等蛋白介导，可维持线粒体网络的完整性和功能稳定性；线粒体分裂则由DRP1等蛋白调控，参与受损线粒体的分离与清除。线粒体动力学异常会影响mtROS产生、mtDNA释放及细胞凋亡过程：分裂异常导致线粒体碎片化，促进mtROS生成和炎症激活；融合异常则降低线粒体功能，加剧细胞应激和炎症反应。

（四）线粒体自噬

线粒体自噬是选择性清除受损或功能失调线粒体的过程，通过维持线粒体质量和功能稳态，减少mtROS产生和mtDNA释放，从而抑制炎症反应。在免疫细胞中，线粒体自噬可调控免疫细胞的活化、增殖和凋亡，参与免疫应答的精细调控。当线粒体自噬功能异常时，受损线粒体累积会诱发持续的炎症反应，促进相关疾病的发生发展。

（五）线粒体生物发生

线粒体生物发生是新线粒体生成的过程，由PGC-1α等分子调控，可增加线粒体数量和改善线粒体功能，提高细胞能量代谢水平，从而增强免疫细胞的活性和炎症应答能力。适当的线粒体生物发生有助于机体抵御病原体入侵，而生物发生不足则会导致免疫功能低下，加剧炎症相关疾病的进展。

（六）其他调控机制

除上述机制外，线粒体还通过多种途径参与免疫与炎症调控：延胡索酸可诱导线粒体DNA的囊泡释放，激活RIG-I/MDA5-MAVS途径驱动先天免疫；LKB1-AMPK信号通路通过调节细胞能量代谢和线粒体功能，影响免疫细胞活化和炎症反应；此外，线粒体还可通过调控细胞代谢、钙离子稳态、内质网应激等过程，间接参与免疫与炎症调控。

三、线粒体在神经免疫炎症病理过程中的作用

神经免疫炎症的发生发展涉及神经细胞激活、炎症反应、细胞凋亡等多个环节，线粒体通过上述分子机制深度参与其中：

（一）调控 ROS 生成水平

作为 ROS 主要产生者，线粒体通过调节 mtROS 生成量影响炎症程度。过量 mtROS 引发氧化应激，导致神经细胞损伤及 TNF-α、IL-1β 等炎症因子释放，加剧病理进程；抑制其过度产生可减轻细胞损伤、缓解炎症。

（二）调节相关信号通路活化

NLRP3 炎症小体、NF-κB 等线粒体相关信号通路与神经免疫炎症密切相关，其异常活化会促进炎症因子释放和神经细胞凋亡，调控通路活化程度可为疾病治疗提供靶点。

（三）调控相关蛋白表达

MAVS、NLRP3、DRP1 等线粒体相关蛋白的异常表达会导致线粒体功能障碍和炎症激活，调节其表达可改善线粒体功能，减轻神经免疫炎症症状。

四、研究热点与应用前景

线粒体调控免疫与炎症的相关研究已成为生命科学领域的研究前沿，也是国家自然科学基金的重点资助方向。近年来，线粒体自噬、线粒体动力学、mtDNA释放机制、靶向线粒体的炎症调控等方向持续受到关注，相关研究成果为理解免疫炎症相关疾病的发病机制提供了重要突破。 在治疗应用方面，靶向线粒体的治疗策略已成为炎症相关疾病（尤其是神经免疫炎症疾病）的潜在治疗方向。通过调控线粒体功能（如激活线粒体自噬、抑制mtROS产生、调节线粒体动力学平衡）、干预线粒体相关信号通路（如NLRP3炎症小体通路、MAVS信号通路）、靶向线粒体DNA释放等方式，可实现对免疫炎症反应的精准调控，为相关疾病的治疗提供新的思路。此外，线粒体相关分子（如MAVS、NLRP3、mtROS等）也已成为潜在的药物靶点，相关抑制剂或激活剂的研发为疾病治疗提供了重要工具。

乐备实（上海优宁维生物科技股份有限公司旗下全资子公司），是国内专注于提供高质量蛋白检测以及组学分析服务的实验服务专家，自2018年成立以来，乐备实不断寻求突破，公司的服务技术平台已扩展到单细胞测序、空间多组学、流式检测、超敏电化学发光、Luminex多因子检测、抗体芯片、PCR Array、ELISA、Elispot、PLA蛋白互作、多色免疫组化、DSP空间多组学等30多个，建立起了一套涵盖基因、蛋白、细胞以及组织水平实验的完整检测体系。

 
我们可提供从样本运输、储存管理、样本制备、样本检测到检测数据分析的全流程服务。凭借严格的实验室管理流程、标准化实验室操作、原始数据储存体系以及实验项目管理系统，已经为超过3000家客户单位提供服务，年检测样本超过100万，受到了广大客户的信任与支持。