激活细胞的“能量工厂”（科技视角）

随着社会老龄化，阿尔茨海默病、帕金森病等神经退行性疾病引起人们的关注。根据世界卫生组织的最新数据，近年来全球每年新诊断出近1000万例阿尔茨海默病病例。目前，医学界仍不完全了解神经退行性疾病，特别是认知能力下降的发病机制。法国国家健康与医学研究所、波尔多大学马兰迪神经学中心和加拿大蒙克顿大学最近发表的新研究提供了第一个直接证据，表明加强线粒体功能可以逆转小鼠记忆衰退。这一科学发现不仅加深了对神经退行性疾病发病机制的认识，也为寻找更有效的治疗方法开辟了新思路。先前的许多研究表明线粒体功能障碍与神经元损伤密切相关。线粒体通常被称为细胞的“能量工厂”，主要负责三磷酸腺苷的合成和供应，为神经元等细胞的能量密集型活动提供能量。大脑是人体消耗大量能量的器官，任何能量供应的改变都会直接影响认知功能。在许多神经退行性疾病病例中观察到线粒体功能下降。然而，很难确定这种现象是“因”还是“果”。吉说：“新的化学遗传工具使我们能够直接操纵线粒体功能，以测试认知能力下降的因果关系。”法国国家健康与医学研究所的研究负责人奥瓦尼·马尔斯卡诺（ovanni Marsicano）表示，线粒体功能下降可能导致神经退行性疾病。本世纪初，研究人员开发了一种化学遗传学工具领导“DREADD”。该工具的受体在细胞中经过基因改造，不受体内物质的影响。它只有在外源性药物的作用下才会被激活，从而实现对细胞活动的“远程控制”。 DREADD受体主要用于研究神经元回路，不能直接影响细胞内的能量代谢。法国等地的一个研究小组的一项突破是修改DREADD，使其直接表达到线粒体膜上，并将其与一种名为“Gs蛋白”的信号分子结合起来，开发出一种新的受体工具。这是确实的事情。新的受体工具就像一个“分子开关”，通常保持关闭状态，但当用某些药物激活时，会“改善”线粒体代谢。在激活的局部神经元中，线粒体活性可增加约 10%。这个范围虽小，但对于改善记忆缺陷是有利的。研究团队首先在培养物中测试了该工具的功能细胞并证实它能够增加线粒体膜电位和耗氧量。然后他们将其应用于小鼠的海马神经元。海马体是对学习和记忆很重要的大脑区域，也是第一个受到神经退行性疾病影响的区域。在模型实验中，研究小组比较了阿尔茨海默病和额颞叶痴呆的症状。测试的小鼠表现出严重的行为缺陷，在激活受体工具后明显改善，几乎恢复到对照组正常小鼠的水平。这表明线粒体功能障碍不仅是一种附带现象，而且是认知症状的直接原因之一。该研究还揭示了一种可能的作用机制：激活线粒体“开关”，随后改善能量代谢，增加突触活动并减少炎症反应。总之，这些变化可能会促进经济复苏记忆功能。然而，科学家们也认识到分子机制尚未完全了解。需要更多的研究来确定不同大脑区域的线粒体反应是否一致，以及长期刺激是否会带来新的风险。研究证明了通过“d测试”e概念“靶向线粒体的潜力。迄今为止，药物已尝试改善线粒体代谢，但它们往往具有间接作用且功效有限。使用光激活蛋白的方法可以维持线粒体功能，但依赖于外部干预。新开发的受体工具可以调动细胞自身的信号系统，使“能量工厂”重新激活并发挥作用。 激活能源转换的关键环节。然而，将这些结果应用于临床仍面临许多挑战。目前的实验基于病毒载体，很难直接在人类身上实施，因为它是由某些c激活的。化合物。尽管小鼠模型可以重现神经退行性疾病的一些特征，但人类疾病要复杂得多。线粒体活性的长期改善也可能导致氧化应激等可能的副作用。下一步，研究人员计划利用这种受体工具来研究不同大脑区域和不同细胞类型的神经变性机制，并评估长期干预对疾病进展和神经元存活的影响。生命科学极其复杂和精密。生物工程方法的不断改进，让科学研究的触角更加深入到生命的微观层面。寻找细胞深处的答案为克服神经退行性疾病提供了更多可能性。 《人民日报》（2025年10月27日第14页）