線粒體是我們細(xì)胞的動(dòng)力工廠，在為人體組織的正常功能提供能量方面起著重要作用。神經(jīng)細(xì)胞的活動(dòng)特別依賴于線粒體，線粒體功能下降在遺傳性和更常見的年齡相關(guān)性退行性疾病中都可以看到。

“我們通常認(rèn)為神經(jīng)元是終末分化的細(xì)胞，它們的能量代謝能力非常有限或根本沒有能力適應(yīng)挑戰(zhàn)性的環(huán)境，”這項(xiàng)研究的主要作者Elisa Motori說。“對于一些神經(jīng)系統(tǒng)疾病，有足夠的證據(jù)表明線粒體功能障礙可以長期耐受。因此，我們提出了一個(gè)問題，即退化的神經(jīng)元是否可以激活新陳代謝恢復(fù)能力的程序。”一個(gè)長期的觀點(diǎn)認(rèn)為，與其他細(xì)胞類型相比，神經(jīng)元不能調(diào)節(jié)其新陳代謝以補(bǔ)償線粒體功能障礙，因此會(huì)不可逆轉(zhuǎn)地退化。在一項(xiàng)新的研究中，來自德國科隆的馬克斯普朗克衰老生物學(xué)研究所和瑞典斯德哥爾摩的卡羅林斯卡研究所的研究人員對這一信條提出了挑戰(zhàn)，他們認(rèn)為神經(jīng)元有潛力通過適應(yīng)新陳代謝來對抗退化和促進(jìn)生存。

在我們?nèi)找胬淆g化的社會(huì)，神經(jīng)退行性疾病是一個(gè)巨大的負(fù)擔(dān)。越來越多的證據(jù)表明線粒體功能障礙與某些具破壞性的神經(jīng)退行性變有關(guān)，如帕金森氏癥、不同共濟(jì)失調(diào)和幾種周圍神經(jīng)病變。然而，盡管人們迫切希望找到預(yù)防或阻止神經(jīng)退行性變的策略，但我們對線粒體功能障礙導(dǎo)致的神經(jīng)元死亡的確切事件的理解非常有限。

研究人員設(shè)計(jì)了一種創(chuàng)新的方法，從小鼠大腦中純化退化神經(jīng)元，并分析這些神經(jīng)元的整體蛋白質(zhì)含量（蛋白質(zhì)組）。“出乎意料的是，蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)顯示了一種協(xié)調(diào)的神經(jīng)元特異性代謝程序的存在，這種代謝程序在線粒體功能紊亂時(shí)被激活”，Motori繼續(xù)說道。

代謝重組

特別是，作者發(fā)現(xiàn)了一種代謝重組（Krebs循環(huán)補(bǔ)缺）的形式，它能使神經(jīng)元抵抗迅速進(jìn)行的退化。以前人們認(rèn)為這種代謝適應(yīng)只發(fā)生在大腦的外周組織或支持細(xì)胞（膠質(zhì)細(xì)胞）中。“神經(jīng)元可以誘導(dǎo)補(bǔ)缺反應(yīng)的發(fā)現(xiàn)不僅有趣，而且我們可以進(jìn)一步證明它具有保護(hù)作用。當(dāng)我們阻斷補(bǔ)缺時(shí)，神經(jīng)元死亡的速度快得多，疾病變得更嚴(yán)重。

功能失調(diào)神經(jīng)元中某些形式的代謝重組的鑒定為導(dǎo)致神經(jīng)退行性變的過程提供了新的機(jī)制性見解。基于這些新發(fā)現(xiàn)，作者希望有可能開發(fā)出治療方法來延長線粒體疾病和其他類型神經(jīng)退行性變患者的神經(jīng)元存活和功能改善。