阿尔茨海默症患者如何延长寿命 线粒体藏答案

2017-12-07 澎湃新闻

阿尔茨海默症阿尔茨海默症(AD)剥夺了人类自然老化的权利,在抵达终点的过程中对其按了快进键。认知逐渐出现障碍、记忆功能不断恶化最终丢失,这些都极大影响了这一群体的健康及日常生活。国际阿尔茨海默症协会数据显示,目前全球超过4700万人患有阿尔茨海默症,而未来形势还将更加严峻。

而这一疾病的棘手之处在于,其发病分子机制及有效治疗方法迄今依然知之甚少。阿尔茨海默症作为一种进程性的神经退行性疾病,目前科学界较为公认的一种主要特征是β-淀粉蛋白在脑部聚集,眼下大量的试验研究也正是主要集中在消除大脑中的β-淀粉蛋白聚集。

不过,瑞士洛桑联邦理工学院能量代谢实验室主任、核受体信号转导领域的开创者之一Johan Auwerx教授及其同事试图从另一条路径来间接调控β-淀粉蛋白聚集。

团队最新研究成果于12月7日凌晨发表在国际学术期刊《自然》(Nature),提出提高线粒体蛋白稳态对阿尔茨海默症等β-淀粉蛋白疾病有益,可以减少β-淀粉蛋白质聚集。研究团队认为,这或许为治疗阿尔茨海默症提供了新的靶向,能成为延长阿尔茨海默症患者寿命的一条潜在途径。

Auwerx等人认为,阿尔茨海默症是一种复杂、多因素导致的疾病。除β-淀粉蛋白聚集之外,线粒体功能障碍此前也已被证实是共同的病理学特征之一。而线粒体异常主要包括线粒体呼吸链及活性降低、线粒体形态学发生改变等。

值得注意的是,线粒体发挥正常生理功能需要大量的蛋白质支持,其前提就在于一套严格的蛋白质量控制系统。两条主要控制途径就是线粒体未折叠蛋白反应(UPRmt)和线粒体自噬。但阿尔茨海默症发病机制和线粒体蛋白稳态之间的相关性,目前仍然不是非常清晰。

研究团队通过实验表明,在秀丽隐杆线虫和人体中,β-淀粉蛋白聚集会诱导线粒体未折叠蛋白反应和线粒体自噬。尽管目前导致这种诱导的分子机制尚不清晰,但实验团队根据研究结果推测,这涉及到基本、保守的功能过程。例如,和线粒体未折叠蛋白反应相关的线粒体蛋白转运在β-淀粉蛋白毒性压力下被破坏。研究团队对阿尔茨海默症病人的分析也显示,线粒体蛋白运转被抑制。

研究团队还提出证据表明,线粒体在β-淀粉蛋白疾病的发病机理中作用明显。例如,秀丽隐杆线虫在应激状态下的线粒体功能维持及线粒体未折叠蛋白反应主要由和atfs-1相关的激活转录因子引起,团队通过atfs-1消耗来降低线粒体稳态会使得GMC101秀丽隐杆线虫疾病特征恶化。相反,通过线粒体未折叠蛋白反应和线粒体自噬这两种途径来提高线粒体稳态会减少蛋白质聚集,恢复秀丽隐杆线虫的舒适度和延缓疾病进程,最终能延长寿命。

同样地,研究团队还在人源神经元细胞SH-SY5Y中发现,线粒体翻译抑制剂DOX和维生素B3的一种衍生物、烟酰胺核糖NR能减少β-淀粉蛋白聚集。DOX、NR都能诱导线粒体未折叠蛋白反应和线粒体自噬。

患有阿尔茨海默症的APPSwe/PSEN1dE9NR小鼠中,NR治疗被证明能减少大脑中淀粉样蛋白斑形成,并能改善小鼠记忆。

论文最后提出,这些研究数据表明,在例如阿尔茨海默症等蛋白毒性疾病中,提高线粒体功能和稳态或许能减少有害蛋白聚集的形成。

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