赛立复带你看看这项针对线粒体抗衰老的研究,逆转与年龄有关的认知障碍!

导读:世界人口老龄化形势日益严峻,有一项数据你可能不知道: 每3秒钟,全球将新增一位阿尔茨海默病患者; 2015年,全球有4680万阿尔茨海默病患者; 2030年,阿尔茨海默病患者预计达到...

  世界人口老龄化形势日益严峻,有一项数据你可能不知道:

  每3秒钟,全球将新增一位阿尔茨海默病患者;

  2015年,全球有4680万阿尔茨海默病患者;

  2030年,阿尔茨海默病患者预计达到7470万;

  2050年,阿尔茨海默病患者预计达到1.3亿;

  每20年,阿尔茨海默病患者总数将翻倍。

  许多人可能认为阿尔茨海默病只是老人的记忆力减退,影响生活质量,但其实这只是早期阿尔茨海默病的常见临床表现,晚期的阿尔茨海默病患者记忆力完全丧失,生活不能自理,大小便失禁,身体肌肉呈现缄默、肢体僵直的状态,还有可能引起感染,严重甚至致死。

  阿尔茨海默病是世界范围内最常见的痴呆症和神经退行性疾病。该疾病的一个主要特征是大脑中毒性斑块的积累,这是由一种叫做β-淀粉样蛋白的异常聚集形成的。

  目前还没有治愈阿尔茨海默病的方法,这种疾病给公共卫生体系带来沉重的负担。大多数疗法集中于降低淀粉样蛋白斑块形成,但是它们都是没有效果的。因此,科学家们如今正在寻找替代性的治疗策略,其中之一就是将阿尔茨海默病视为一种代谢疾病。

  按照这一思路,Johan Auwerx在瑞士洛桑联邦理工学院(Ecole polytechnique fédérale de Lausanne,EPFL)的实验室对线粒体进行了研究[1],线粒体是细胞产生能量的动力源,因此在新陈代谢中起着重要作用。他们以蠕虫和小鼠为模型,发现增强线粒体功能可以抵御一种特殊形式的蛋白质压力,不仅能保护自己,还能减少淀粉样斑块的形成。

  Johan Auwerx EPFL

  在正常的衰老和与年龄相关的疾病(例如阿尔茨海默病)中,细胞面临越来越多的损害,并且难以保护和替代功能异常的线粒体。由于线粒体为脑细胞提供能量,因此在阿尔茨海默病中不受保护的线粒体会损害脑部,长期以来会引起诸如记忆力减退等症状。

  科学家们确定了控制线粒体质量的两种机制[2]:第一,“线粒体未折叠蛋白反应”(UPRmt),它可以保护线粒体免受应激刺激。第二,线粒体自噬,一种回收有缺陷线粒体的过程。这两种机制都是延缓或防止疾病期间线粒体过度损伤的关键。

  该论文作者Vincenzo Sorrentino说:“从线虫到人类,线粒体的这些防御和循环途径在生物中至关重要,所以我们决定在药理上激活它们。”尽管我们早就知道阿尔茨海默病患者大脑中的线粒体功能异常,但这是第一个证据表明他们实际上是在尝试通过提高质量控制途径来抗击这种疾病。

  最重要的是,当科学家们用同样的药物在培养的人类神经细胞中打开同样的线粒体防御通路时,他们观察到类似的改善。

  这些令人鼓舞的结果促使研究人员在阿尔茨海默病的小鼠模型中测试。就像秀丽隐杆线虫一样,小鼠的线粒体功能有了显著改善,淀粉样斑块的数量也减少了。最重要的是,科学家们观察到小鼠的认知功能惊人地正常化。从临床的角度来看,这具有巨大的意义。

  左图为:治疗前,右图为:治疗后

  根据Johan Auwerx的说法,通过线粒体来解决阿尔茨海默病会有很大的不同。“到目前为止,阿尔茨海默病被认为主要是淀粉样斑块在大脑中积累的结果,”他说,“我们已经证明,恢复线粒体健康可以减少斑块的形成,但最重要的是,它还可以改善大脑功能,这是所有阿尔茨海默病研究人员和患者的最终目标。”

  该策略提供了一种新的治疗方法来减缓阿尔茨海默病的神经退行性变,甚至可能减缓其他疾病如帕金森病的进展,帕金森病也具有严重的线粒体和代谢缺陷。

  研究于2017年12月6日发表在《Nature》(最新影响因子:42.778)杂志上

  通过上述实验我们可以得出一个结论,线粒体功能变化与人类生命进程息息相关,恢复线粒体健康能够延长健康预期寿命和提高生活质量以及降低衰老相关疾病的发生率。

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  参考文献:

  [1]:Ecole polytechnique fédérale de Lausanne Healthy Mitochondria Could Stop Alzheimer’s

  [2]:Sorrentino, V., Romani, M., Mouchiroud, L. et al. Enhancing mitochondrial proteostasis reduces amyloid-β proteotoxicity. Nature 552, 187–193 (2017). https://doi.org/10.1038/nature25143

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