PNAS：王晓东团队发现新化合物：保护线粒体，拯救神经疾病！
2019-11-24 佚名 中国生物技术网
已知线粒体损伤和细胞死亡与多种神经退行性疾病有关，如帕金森症和中风。
已知线粒体损伤和细胞死亡与多种神经退行性疾病有关，如帕金森症和中风。
近日，发表在《PNAS》上的一篇研究中，北京生命科学研究所所长王晓东团队发现的一种蛋白质有助于逆转实验动物中风样神经损伤，该研究有朝一日可能会将人类从痛苦的神经疾病中解救出来。
这项工作基于一系列涉及线粒体的突破性研究。众所周知，豆状结构的线粒体是三磷酸腺苷(ATP)的来源，而ATP是生物体内一切生命活动所需能量的直接来源。
当线粒体受损时，神经系统疾病就会迅速恶化，导致了不可逆的神经损伤折磨着几种常见毁灭性神经退行性疾病，如中风和帕金森症。
王晓东基于一个看似简单的问题完成了一系列涉及线粒体的实验：即有没有一种方法可以通过阻止线粒体损伤来防止神经疾病的恶化？
在这项新研究中，科学家们研究了线粒体受损时导致程序性细胞死亡的一个重要途径——细胞凋亡。
研究团队写道：“哺乳动物细胞中的线粒体在维持机体健康方面扮演着多种功能角色，它充当着主要的生物能源，也是一个可以触发凋亡和炎症的信号室。”
线粒体是一种细胞器，是哺乳动物细胞中具有特定工作，即能量生产的组成部分。它也有自己的DNA，是除了细胞核以外唯一具有DNA的细胞器。其他细胞器有不同的作用。例如，高尔基体对蛋白质进行修饰、分类和包装以进行分泌。
王晓东与清华大学等研究团队合作，分离出一种小分子化合物，该化合物不仅能阻止细胞凋亡，还可以保护线粒体的完整性和功能。科学家们说，这一结果保留了神经功能。到目前为止，这项研究仅在实验动物中进行，但该团队预计可能会将其扩展到人类临床试验中。
被分离出的这种化合物称为R6，它不仅能防止细胞凋亡，还能激活自噬，即机体清除受损细胞的过程。阻断细胞凋亡可以使受损的细胞恢复并恢复一些健康的功能。
图片来源：PNAS
研究团队发现，化合物R6通过抑制mTOR这一主要的信号途径来阻止细胞凋亡。例如，给患有脑缺血大鼠提供这种蛋白质，会产生剂量依赖性的神经保护作用。这意味着提供的化合物R6越多，大脑免受神经损伤的保护就越好。
图片来源：PNAS
王晓东说：“鉴于越来越多的人认识到线粒体损伤会影响几种常见和毁灭性神经退行性疾病，化合物R6通过血脑屏障的功能并带来强大的抗凋亡作用，应鼓励对其进行临床前和药物化学的研究。甚至可能像其他已知的mTOR抑制剂一样，将它扩展到可能抗衰老作用的评估中。”
因为线粒体是细胞的能量工厂，与生物体的整体健康和活力相关。但它们也容易受到与年龄有关疾病的损害，如中风和帕金森症，还会在自然衰老过程中衰退。当这些“小工厂”的功能在胰腺中衰退时，结果可能导致2型糖尿病。
神经细胞中线粒体的损伤和丢失，也被证明是随着年龄增长而发生的，这与视力变暗和思维模糊有关。例如，长期以来的研究表明，阿尔茨海默症患者大脑神经元中都存在较少产生能量的线粒体。王晓东团队这项对帕金森症和中风相关的研究为线粒体对神经健康的重要性增加了越来越多的数据。
科学家们推测，这些线粒体来自于一个迷雾重重的远古时代，并被认为是古代好氧菌的后代。这些细菌将自己的DNA与其他一切都渗透到了早期的哺乳动物和植物细胞中。
原始出处：Ran Cao, Li Li, Zhengxin Ying, et al. A small molecule protects mitochondrial integrity by inhibiting mTOR activity. PNAS. November 12, 2019
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