哈佛醫(yī)學(xué)院研究人員發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生能量的細(xì)胞器即線粒體的長(zhǎng)度異常會(huì)促進(jìn)神經(jīng)變性疾病如阿爾茨海默氏癥的發(fā)生于發(fā)展。

近來，越來越多的研究關(guān)注于阿爾茨海默氏癥和tau蛋白有關(guān)的疾病中的線粒體作用，但線美國(guó)馬薩諸塞州總醫(yī)院的博士后研究員Brian DuBoff研究表示：粒體與上述疾病之間的因果關(guān)系仍是未知的。更深入地了解線粒體的功能和阿爾茨海默氏癥之間的關(guān)系可能會(huì)引導(dǎo)我們?cè)谖磥黹_發(fā)更有針對(duì)性的治療手段。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表于8月23??日出版的Neuron雜志上。

Tau相關(guān)疾病是由于最常見的一種蛋白質(zhì)在神經(jīng)元中出現(xiàn)故障時(shí)所造成的。Tau蛋白結(jié)合細(xì)胞中的微管，這一過程被稱為穩(wěn)定。這一結(jié)合微管的過程是必要的，這樣微管可以幫助維持細(xì)胞的結(jié)構(gòu)以及幫助細(xì)胞內(nèi)分子的運(yùn)輸過程。當(dāng)tau蛋白有缺陷時(shí)(最常見的是由于該蛋白質(zhì)合成過程中發(fā)生變化)，tau蛋白會(huì)積聚在神經(jīng)原纖維中形成阿爾茨海默氏癥的主要標(biāo)記之一。

在這項(xiàng)研究中，在tau蛋白缺陷的果蠅中，DuBoff發(fā)現(xiàn)相比較于tau蛋白正常的果蠅，tau蛋白缺陷的果蠅腦細(xì)胞中的線粒體被拉長(zhǎng)。但他指出這一伸長(zhǎng)現(xiàn)象不利于線粒體發(fā)揮正常功能。DuBoff說：通常情況下，一個(gè)線粒體將一分為二，兩個(gè)線粒體將會(huì)合并變成一個(gè)，這是線粒體健康和穩(wěn)定的一個(gè)關(guān)鍵過程，幾乎所有的細(xì)胞中都發(fā)生線粒體動(dòng)態(tài)學(xué)發(fā)變化。這一進(jìn)程的中斷導(dǎo)致細(xì)胞死亡，大腦中的神經(jīng)細(xì)胞損失功能，記憶力減退。tau蛋白缺陷的存在會(huì)中斷線粒體的功能，并有助于神經(jīng)退行性病變。

為了進(jìn)一步觀察tau缺陷的存在對(duì)線粒體動(dòng)力學(xué)的影響，研究人員修改了人類tau蛋白表達(dá)果蠅中的兩套基因，一個(gè)控制線粒體分離，另一個(gè)指導(dǎo)線粒體如何接觸聯(lián)系到一起。當(dāng)引起線粒體延長(zhǎng)或融合的基因增加時(shí)，果蠅的神經(jīng)退行水平增加，果蠅病情加重。相反，導(dǎo)致線粒體分離或裂變的基因表達(dá)增加時(shí)，果蠅的神經(jīng)退行水平會(huì)有所緩解，果蠅病情會(huì)逆轉(zhuǎn)。

研究還表明，除了tau蛋白外，存在另外兩個(gè)重要的蛋白也影響神經(jīng)退化過程：DRP1蛋白和肌動(dòng)蛋白，DRP1蛋白有助于線粒體的裂變，而肌動(dòng)蛋白對(duì)維持細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)是必不可少的。Feany實(shí)驗(yàn)室先前的研究已表明，tau蛋白存在缺陷時(shí)阻礙了肌動(dòng)蛋白的活性。有了這方面的知識(shí)，研究人員能夠進(jìn)一步了解三種蛋白質(zhì)之間的關(guān)系。DRP1和肌動(dòng)蛋白是相互依存的：肌動(dòng)蛋白的調(diào)控對(duì)DRP1和線粒體聚集到一起是必不可少的，從而保護(hù)線粒體動(dòng)態(tài)變化。但是，缺陷tau的存在損害這種關(guān)系，導(dǎo)致DRP1不能維持線粒體動(dòng)力學(xué)，這最終導(dǎo)致神經(jīng)退行性病變。

Feany說：這項(xiàng)最新研究有了一個(gè)好的開始，在研究神經(jīng)退行性病變的前進(jìn)道路上是一個(gè)里程碑，但是，我們?nèi)匀挥泻芏嘌芯靠瞻仔杼钛a(bǔ)，需研究更多關(guān)于DRP1在這個(gè)過程中的作用。DuBoff說：許多研究開始關(guān)注一個(gè)正常的生理過程，然后隨后找到其中出錯(cuò)的方式。我們的研究從相反角度考慮，我們開始使用疾病模型，發(fā)現(xiàn)了DRP1和線粒體功能障礙之后，隨后回到這一功能障礙所調(diào)節(jié)的基本生物過程上去。