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(duì)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(zhǎng)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(zhǎng)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(duì)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(duì)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(duì)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?；谶@些新發(fā)現(xiàn)，作者希望有可能開發(fā)出治療方法來延長(zhǎng)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。