中国神经再生研究(英文版) ›› 2022, Vol. 17 ›› Issue (4): 741-747.doi: 10.4103/1673-5374.322429
线粒体活性在神经发生和神经退行性疾病中的意义
Significance of mitochondrial activity in neurogenesis and neurodegenerative diseases
Serra Ozgen1, 2, #, Judith Krigman1, 3, #, Ruohan Zhang1, 3, 4, Nuo Sun1, 3, *
- 1Departments of Physiology and Cell Biology, The Ohio State University Wexner Medical Center, Columbus, OH, USA; 2College of Medicine, Graduate Research in the Department of Neuroscience, The Ohio State University, Columbus, OH, USA; 3Dorothy M. Davis Heart and Lung Research Institute, The Ohio State University Wexner Medical Center, Columbus, OH, USA; 4College of Pharmacy, Department of Graduate Research, The Ohio State University, Columbus, OH, USA
摘要： Neural Regen Res：线粒体在神经发生和神经元活力中的作用至关重要
从神经干细胞的产生到神经元的维持和最终的死亡，线粒体在调节神经通路的稳态中起着关键的作用，这一任务对神经认知功能健康至关重要。线粒体通过氧化磷酸化为神经传递提供能量，并沿着神经元轴突产生动作电位。代谢开关、线粒体生物合成和线粒体碎片以及活性氧的增加将导致“旧的”或缺陷线粒体的去除。有丝分裂吞噬是一种利用自噬机制清除靶向线粒体的机制，在确保线粒体健康和神经发生方面发挥着关键作用。一旦受损的线粒体被标记，它就会被双膜自噬体吞噬，并被溶酶体降解。分化前在神经干细胞中观察到活跃的有丝分裂吞噬作用，有助于清除线粒体重塑产生的缺陷线粒体。PINK1（一种有丝分裂吞噬调节因子）的缺失导致神经干细胞的代谢缺陷并阻碍分化。线粒体重塑和调控是神经发生的关键，在神经元和视网膜神经节细胞增殖和分化。阐明这些机制将加深我们对大脑发育的理解，并有助于寻找治疗神经退行性疾病的新药物靶点。
来自美国韦克斯纳医学中心的Nuo Sun团队认为有效的阿尔茨海默病治疗方法已被证明是困难的，因为它的机制触发斑块的形成，线粒体功能紊乱和一般神经死亡。抑制阿尔茨海默病进展有两种思路或途径：一是针对负责缠结网络的蛋白质，二是破解线粒体机制，纠正通路功能障碍。首先，虽然已经确定Aβ和tau聚集物对信号损伤有显著的贡献，但是用靶向药物治疗对抗这些特异性蛋白并没有效果。第二种是导致阿尔茨海默病发病机制的线粒体缺陷和相关产品。目前，正在研究两种治疗方法，以阿尔茨海默病相关线粒体功能障碍和过量活性氧产生为目标。第一，亚甲基蓝已经获得批准治疗疟疾、氰化物中毒和缺血性脑损伤。亚甲基蓝可以通过血脑屏障向等细胞捐献电子，从而增加三磷酸腺苷的产生。在随机双盲研究中，阿尔茨海默病患者和阿尔茨海默病动物模型均显示，亚甲基蓝治疗后大脑内的认知改善和血管血流。第二，光生物模拟，也称为低水平激光治疗，被用来刺激受损肌肉组织中血管化，副作用最小。在神经科学领域，线粒体及其相关途径越来越受到关注，线粒体功能从发育到破坏都会影响人体神经元。如前所述，目前尚无治疗阿尔茨海默病、帕金森病或青光眼的药物。然而，有证据表明，分解和识别线粒体在这些病理中的作用，可能是一种信息来源，使研究人员能够找到治疗目标，以减缓这些疾病的进展。
文章在《中国神经再生研究（英文版）》杂志2022年 4月 4 期发表。