線粒體損傷導致的「大腦斷電」可能是阿爾茨海默病的病因

阿爾茨海默病的發現至今已過去了一個多世紀，但在十大致命的疾病中，阿爾茨海默病仍然是唯一一個不能預防，治療或治癒的疾病。隨著人類壽命延長，老年人口數增加，阿爾茨海默病患者也越來越多。僅在美國，就有500萬人患上了阿爾茨海默病。據美國疾病控制和預防中心統計，這個數字在本世紀中葉將達到增加到1400萬。

近日，發表於Alzheimer s and Dementia雜誌上的一項研究表明，細胞能量供應中心——線粒體可能在阿爾茨海默病中扮演著重要角色。

人類多種疾病，如神經退行性疾病、糖尿病、腫瘤等都與線粒體功能障礙有關。並且，此前已有研究表明基因突變引起的線粒體功能障礙可能與阿爾茨海默病的進展有關。線粒體是一個比較特殊的細胞器，它自帶遺傳信息。約1%的線粒體蛋白質由線粒體基因組編碼並在線粒體核糖體內合成。而其餘99%的線粒體蛋白質組則由細胞核基因編碼。

與衰老相關的神經退行性疾病，如阿爾茨海默病，往往在病發很久之後才有明顯的臨床癥狀。而疾病早期的病理和分子機制仍有很大空白。

研究小組比較了正常人和阿爾茨海默病患者大腦的海馬組織（一個與記憶有關的腦區，在阿爾茨海默病患者腦中出現嚴重損傷）。並檢測兩組基因表達，這兩組基因都編碼與線粒體複合物相關的蛋白質，對於氧化磷酸化（OXPHOS）過程至關重要，但是一個來自於線粒體DNA，另一個來自細胞核DNA。有趣的是，線粒體基因基本上沒有受到影響，而細胞核中與與線粒體複合物相關的基因卻發生明顯下調，這一現象在正常衰老的大腦中也發現。

研究結果發現，阿爾茨海默病患者中，與線粒體細胞呼吸有關的一組特定基因表達水平出現下調。研究小組還觀察了輕度認知功能障礙患者基因表達水平，卻發現了相反的結果，這些患者基因表達水平增加。研究人員認為這種現象可能是由於大腦在早期為了延緩疾病發生而做出的某種補償機制。此外，這項研究還提出，恢復與細胞核中與線粒體功能相關的這組基因損傷或許可以為阻止阿爾茨海默病進展提供一個新策略。

這項研究結果與此前的研究一致，阿爾茨海默病的一個病理特徵之一——神經元中β-澱粉樣蛋白的聚集將會直接導致線粒體功能障礙。對細胞核而非線粒體編碼的OXPHOS基因產生顯著地影響可能意味著分子從細胞核運輸到線粒體的過程中出現障礙。

研究人員表示，他們的這項研究為阿爾茨海默病病程早期提供了一個可靠的生物標誌物，與現在依靠澱粉樣蛋白斑塊和神經纖維纏結診斷相比，新的標誌物可能與痴呆程度關聯更緊密。衰老和阿爾茨海默病中線粒體功能下降的具體機制仍然未梳理出來，進一步研究還需繼續。這項新研究提示旨在恢復細胞核編碼的OXPHOS基因功能或許可以為阿爾茨海默症的治療提供一條新的途徑。

參考資料：Power outage in the brain may be source of Alzheimer s

TAG:生物探索 |

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