線粒體損傷導致的“大腦斷電”可能是阿爾茨海默病的病因
中國微生物菌種查詢網(wǎng) 來源：生物探索 / 2016-11-14 08:28:29
阿爾茨海默病的發(fā)現(xiàn)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，治療或治愈的疾病。隨著人類壽命延長，老年人口數(shù)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(jù)美國疾病控制和預防中心統(tǒng)計，這個數(shù)字在本世紀中葉將達到增加到1400萬。
近日，發(fā)表于Alzheimer'sandDementia雜志上的一項研究表明，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(jīng)退行性疾病、糖尿病、腫瘤等都與線粒體功能障礙有關。并且，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(zhì)由線粒體基因組編碼并在線粒體核糖體內(nèi)合成。而其余99%的線粒體蛋白質(zhì)組則由細胞核基因編碼。
與衰老相關的神經(jīng)退行性疾病，如阿爾茨海默病，往往在病發(fā)很久之后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(qū)，在阿爾茨海默病患者腦中出現(xiàn)嚴重損傷）。并檢測兩組基因表達，這兩組基因都編碼與線粒體復合物相關的蛋白質(zhì)，對于氧化磷酸化（OXPHOS）過程至關重要，但是一個來自于線粒體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復合物相關的基因卻發(fā)生明顯下調(diào)，這一現(xiàn)象在正常衰老的大腦中也發(fā)現(xiàn)。
研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，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(xiàn)下調(diào)。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(fā)現(xiàn)了相反的結(jié)果，這些患者基因表達水平增加。研究人員認為這種現(xiàn)象可能是由于大腦在早期為了延緩疾病發(fā)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(jié)果與此前的研究一致，阿爾茨海默病的一個病理特征之一——神經(jīng)元中β-淀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(chǎn)生顯著地影響可能意味著分子從細胞核運輸?shù)骄€粒體的過程中出現(xiàn)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志物，與現(xiàn)在依靠淀粉樣蛋白斑塊和神經(jīng)纖維纏結(jié)診斷相比，新的標志物可能與癡呆程度關聯(lián)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(xù)。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癥的治療提供一條新的途徑。
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