線粒體損傷導(dǎo)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(jì)，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(yù)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(yù)防中心統(tǒng)計，這個數(shù)字在本世紀(jì)中葉將達(dá)到增加到1400萬。
近日，發(fā)表于Alzheimer'sandDementia雜志上的一項(xiàng)研究表明，細(xì)胞能量供應(yīng)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(guān)。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(jìn)展有關(guān)。線粒體是一個比較特殊的細(xì)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(xì)胞核基因編碼。
與衰老相關(guān)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(jī)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(guān)的腦區(qū)，在阿爾茨海默病患者腦中出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p傷）。并檢測兩組基因表達(dá)，這兩組基因都編碼與線粒體復(fù)合物相關(guān)的蛋白質(zhì)，對于氧化磷酸化（OXPHOS）過程至關(guān)重要，但是一個來自于線粒體DNA，另一個來自細(xì)胞核DNA。有趣的是，線粒體基因基本上沒有受到影響，而細(xì)胞核中與與線粒體復(fù)合物相關(guān)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(xì)胞呼吸有關(guān)的一組特定基因表達(dá)水平出現(xiàn)下調(diào)。研究小組還觀察了輕度認(rèn)知功能障礙患者基因表達(dá)水平，卻發(fā)現(xiàn)了相反的結(jié)果，這些患者基因表達(dá)水平增加。研究人員認(rèn)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(bǔ)償機(jī)制。此外，這項(xiàng)研究還提出，恢復(fù)與細(xì)胞核中與線粒體功能相關(guān)的這組基因損傷或許可以為阻止阿爾茨海默病進(jìn)展提供一個新策略。
這項(xiàng)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(dǎo)致線粒體功能障礙。對細(xì)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(xì)胞核運(yùn)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(xiàng)研究為阿爾茨海默病病程早期提供了一個可靠的生物標(biāo)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(biāo)志物可能與癡呆程度關(guān)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(jī)制仍然未梳理出來，進(jìn)一步研究還需繼續(xù)。這項(xiàng)新研究提示旨在恢復(fù)細(xì)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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