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

近來，越來越多的研究關注于阿爾茨海默氏癥和tau蛋白有關的疾病中的線粒體作用，但線美國馬薩諸塞州總醫(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系可能會引導我們在未來開發(fā)更有針對性的治療手段。相關研究結果發(fā)表于8月23??日出版的Neuron雜志上。

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

在這項研究中，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胞中的線粒體被拉長。但他指出這一伸長現(xiàn)象不利于線粒體發(fā)揮正常功能。DuBoff說：通常情況下，一個線粒體將一分為二，兩個線粒體將會合并變成一個，這是線粒體健康和穩(wěn)定的一個關鍵過程，幾乎所有的細胞中都發(fā)生線粒體動態(tài)學發(fā)變化。這一進程的中斷導致細胞死亡，大腦中的神經(jīng)細胞損失功能，記憶力減退。tau蛋白缺陷的存在會中斷線粒體的功能，并有助于神經(jīng)退行性病變。

為了進一步觀察tau缺陷的存在對線粒體動力學的影響，研究人員修改了人類tau蛋白表達果蠅中的兩套基因，一個控制線粒體分離，另一個指導線粒體如何接觸聯(lián)系到一起。當引起線粒體延長或融合的基因增加時，果蠅的神經(jīng)退行水平增加，果蠅病情加重。相反，導致線粒體分離或裂變的基因表達增加時，果蠅的神經(jīng)退行水平會有所緩解，果蠅病情會逆轉。

研究還表明，除了tau蛋白外，存在另外兩個重要的蛋白也影響神經(jīng)退化過程：DRP1蛋白和肌動蛋白，DRP1蛋白有助于線粒體的裂變，而肌動蛋白對維持細胞的結構和運動是必不可少的。Feany實驗室先前的研究已表明，tau蛋白存在缺陷時阻礙了肌動蛋白的活性。有了這方面的知識，研究人員能夠進一步了解三種蛋白質之間的關系。DRP1和肌動蛋白是相互依存的：肌動蛋白的調控對DRP1和線粒體聚集到一起是必不可少的，從而保護線粒體動態(tài)變化。但是，缺陷tau的存在損害這種關系，導致DRP1不能維持線粒體動力學，這最終導致神經(jīng)退行性病變。

Feany說：這項最新研究有了一個好的開始，在研究神經(jīng)退行性病變的前進道路上是一個里程碑，但是，我們?nèi)匀挥泻芏嘌芯靠瞻仔杼钛a，需研究更多關于DRP1在這個過程中的作用。DuBoff說：許多研究開始關注一個正常的生理過程，然后隨后找到其中出錯的方式。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節(jié)的基本生物過程上去。