线粒体DNA（mtDNA）编码37种基因，皆与细胞内氧化磷酸化过程有关，是线粒体内的重要遗传物质。由于mtDNA具有较高突变率，突变累积到达阈值会导致线粒体功能障碍，被认为是多种线粒体相关疾病和神经退行性疾病的重要病因之一。
图1. 线粒体DNA靶向探针及药物的诊疗过程 近日，南京工业大学先进材料研究院李林教授团队综述了mtDNA的生理功能及其特异性检测和治疗的研究进展（图1）。该文章阐明了mtDNA在线粒体相关蛋白的表达与ATP的产生中扮演的重要角色，并总结了mtDNA在结构与功能上与核DNA的显著不同（如缺乏组蛋白、暴露于较高活性氧区域等）。mtDNA的特殊结构导致其高突变率，因此，靶向胞内mtDNA进行诊疗具有重要的生理和病理意义。文章进一步概括了从聚合酶链式反应（PCR）技术到有机小分子荧光探针对mtDNA监测手段的研究进展；通过对小分子化合物与mtDNA沟槽、嵌插、静电作用三种不同作用力的讨论，总结出较为理想的分子与mtDNA结合模式，解释了mtDNA荧光探针相似结构的原因及其在特异性靶向上的不足，并提出mtDNA靶向探针和药物的合理设计原则，从理论上为相关疾病的mtDNA设计提供了指导。随后文章阐述了靶向mtDNA的一些分子药物（如纳米粒子药物）、光动力疗法和光化学疗法的研究进展，通过有效的药物设计与mtDNA靶向设计相结合的方法，介绍了新颖的mtDNA特异性靶向治疗药物，提出了解决mtDNA相关疾病的方法策略。 尽管越来越多的mtDNA相关的探针和药物已经被设计出来，但由于其高毒性及较低的特异性靶向，难以应用于临床。基于此，文末总结了开发新的mtDNA探针和药物所面临的挑战并对未来设计出更有效靶向mtDNA的探针和药物进行了展望。 论文信息： Progress on the Physiological Function of Mitochondrial DNA and Its Specific Detection and Therapy Congcong Zhang, Dr. Yufei Xue, Lan Wang, Dr. Qiong Wu, Bin Fang, Dr. Yu Sheng, Dr. Hua Bai, Dr. Bo Peng, Dr. Naidi Yang, Prof. Dr. Lin Li ChemBioChem DOI: 10.1002/cbic.202100474
