記者從中國科大了解到,該校生命科學與醫學部施蘊渝院士、張亮副研究員日前在《生物學雜志》綜述文章,詳細闡述了線粒體的生理功能及其在多種神經退行性疾病的發生發展過程中的重要作用,展望了未來針對線粒體的神經退行性疾病的療法及藥物開發的可能方向。
我國正步入老齡化社會,各種老年性疾病,包括神經退行性疾病、糖尿病、心血管疾病、癌癥等,都嚴重影響人民健康和生活質量。文章指出,線粒體是一種重要的細胞器,它在真核生物的能量產生和代謝中起重要作用。線粒體也通過參與脂代謝、鐵代謝、氨基酸合成、血紅素合成、鈣離子平衡、天然免疫響應等多種途徑影響細胞的穩態。因此線粒體的功能障礙是許多神經退行性疾病發生的重要原因。
文章認為,作為真核生物中特有的細胞器,線粒體具有其獨立的RNA聚合酶體系和特殊的線粒體核糖體用以完成線粒體基因的轉錄和翻譯,與細胞質的轉錄翻譯工具不同,研究發現線粒體rRNA及tRNA上存在很多的修飾,這些修飾對于線粒體核糖體大小亞基的生成與組裝、基因轉錄、翻譯等都起了關鍵作用,進而影響線粒體基因表達的穩態的維持,等等。
文章分析了在神經系統中線粒體調度的關鍵機制。作為細胞的能量工廠,線粒體不僅為大腦和神經系統的生長、功能發揮和再生提供ATP,還肩負著維持鈣離子穩態等重任。而神經元細胞具有很長的軸突和復雜的樹突,因此需要將線粒體運輸及錨定到這些區域,以保證給這些代謝活躍區域提供ATP。
文章認為,天然免疫系統是生物體對病原體,以及環境中各種危險因素的天然防衛系統,而功能障礙的線粒體會通過多種識別模式受體被天然免疫系統識別,誘發炎癥反應。持續的線粒體受損會引起慢性炎癥,在中樞神經系統中,慢性炎癥引起的神經元細胞死亡可能是神經退行性疾病的主要原因。
這一研究成果全面概述了線粒體與神經退行性疾病的關系,對線粒體的生理功能、與神經退行性病理進行了深入探討,為疾病的診治奠定了基礎。(科技日報記者 吳長鋒)
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