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The mitochondrial nexus: Dysfunction, inhibition, and therapeutic frontiers in lung disease - 07/12/25

Doi : 10.1016/j.rmed.2025.108506 
Woo Hyun Park
 Department of Physiology, Medical School, Jeonbuk National University, Jeonju, 54896, Republic of Korea 

Department of Physiology, Medical School Jeonbuk National University, 20 Geonji-ro, Deokjin-gu, Jeonju, 54896, Republic of Korea. Department of Physiology Medical School Jeonbuk National University 20 Geonji-ro Deokjin-gu Jeonju 54896 Republic of Korea

Abstract

Mitochondria are increasingly recognized as central arbiters of cellular fate, placing them at the nexus of pulmonary health and disease. Beyond their canonical role in adenosine triphosphate (ATP) synthesis, these organelles are critical hubs for redox signaling, metabolic homeostasis, and programmed cell death. Mitochondrial dysfunction—a multifaceted condition characterized by impaired bioenergetics, excessive reactive oxygen species (ROS) production, aberrant dynamics, and defective quality control via mitophagy—is a unifying pathogenic feature in chronic lung diseases, including chronic obstructive pulmonary disease (COPD), idiopathic pulmonary fibrosis (IPF), and pulmonary arterial hypertension (PAH). This dysfunction is also a critical determinant of severity in acute conditions like acute lung injury (ALI) and COVID-19 and is a key mechanistic driver of Long COVID. This review synthesizes the core mechanisms of mitochondrial impairment, delineates their specific contributions to this spectrum of pulmonary pathologies, and discusses the burgeoning field of mitochondria-targeted therapeutics. Strategies ranging from targeted antioxidants and metabolic modulators to novel regenerative approaches like mitochondrial transplantation are highlighted, with an expanded discussion on their limitations, challenges, and clinical implications. By framing mitochondrial integrity as a critical determinant of pulmonary disease, we underscore a pivotal axis for future diagnostic and therapeutic innovation.

Il testo completo di questo articolo è disponibile in PDF.

Highlights

Mitochondrial dysfunction is a central pathogenic hub in lung disease.
Dysfunction drives chronic (COPD, IPF, PAH) and acute (ARDS) pathologies.
Bioenergetic failure is a key mechanism in acute lung injury and Long COVID.
Mitochondrial transplantation is an emerging regenerative strategy.
Clinical translation faces hurdles in safety, standardization, and biomarkers.

Il testo completo di questo articolo è disponibile in PDF.

Keywords : Mitochondria, Lung disease, Oxidative stress, Metabolic reprogramming, Mitophagy

Abbreviations : AECs, ALI, ARDS, ATP, COPD, DAMPs, Drp1, ECM, ETC, EV, IPF, MAM, MSC, mtDNA, mtROS, OXPHOS, PAH, PASMCs, PINK1, ROS, SARS-CoV-2, TCA


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