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Crosstalk between mitochondrial quality control and novel programmed cell death in pulmonary diseases - 20/07/25

Doi : 10.1016/j.biopha.2025.118335 
Qian Gao a, Xiaoyu Han a, Jun Wang a, Xiaodan Liu b, , Weibing Wu a,
a School of Exercise and Health, Shanghai University of Sport, No. 650 Qingyuanhuan Road, Yangpu District, Shanghai 200438, China 
b School of Rehabilitation Science, Shanghai University of Traditional Chinese Medicine, No. 1200 Cailun Road Pudong New District, Shanghai 201203, China 

Corresponding authors.

Abstract

Dysfunctional mitochondrial quality control (MQC) and dysregulated programmed cell death (PCD) are increasingly recognized as key drivers of pulmonary diseases. This review explores the intricate crosstalk between MQC mechanisms, encompassing mitochondrial biogenesis, dynamics, mitophagy, and mitocytosis, and novel PCD pathways such as pyroptosis, ferroptosis, necroptosis, PANoptosis, cuproptosis, and disulfidptosis. We highlight how mitochondrial dysfunction triggers PCD and how PCD exacerbates mitochondrial damage, creating a vicious cycle that amplifies lung injury and inflammation. Emerging therapeutic strategies targeting these interconnected pathways show promise in mitigating pulmonary diseases. However, challenges remain in understanding the context-dependent roles and translating preclinical findings into clinical applications. Further research is still needed to elucidate the precise regulatory mechanisms governing MQC and PCD, identify novel therapeutic targets, and develop biomarkers for early disease detection and prognosis. This review underscores the potential of targeting MQC and PCD as a therapeutic direction for pulmonary diseases, offering new insights into disease pathogenesis and treatment.

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Graphical Abstract




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Highlights

Mitochondrial crosstalk with novel cell death pathways drives lung diseases.
Mitochondrial dysfunction triggers programmed novel cell death pathways.
Novel cell death pathways link mitochondrial dysfunction to lung disease progression.
Targeting mitochondrial quality control and cell death pathways may treat lung diseases.

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Abbreviations : AA, ACSL4, AdA, ADAR1, AECs, AIF, ALI, AMPK, ARDS, AT1, ATOX1, BH4, CA9, CAMK, CCS, CGRP, CIAP, COPD, CoQ10, COX17, CRGs, CS, CTR1, CYLD, DAMPs, DHODH, DLAT, DMT1, DRGs, DRP1, EndoG, ER, ERRα, FDX1, Fe-S, FIS1, FSP1, GCH1, GPX4, GSDMD, GSDME, GSH, GSR, HSV1, IAV, ICB, IMM, IPF, IRF1, IRI, LC3, LIAS, LIP, LIPUS, LOXs, LPCAT3, LPS, LUAD, LUBAC, LUSC, MFF, MFN, MiRNAs, MLKL, MMP, MQC, MtDNA, MtROS, MWCNT, Myo19, NCOA4, NDP52, NRF, NSCLC, OMM, OPA1, Ox-mtDNA, OXPHOS, PAMPs, PAR, PARP-1, PCD, PEs, PGAM5, PGC-1α, PH, PLOOHs, PPARs, PUFAs, RIPK, RSV, SIRT, SOD1, STEAP, TCA, Tf, TFAM, TFB1M, TFB2M, TFR1, TNFR1, TRADD, TRAF2, TREM-1, TRP, WGCNA, WRC, YAP

Keywords : Mitochondrial quality control, programmed cell death, pulmonary diseases


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