科学家首次证实线粒体功能障碍不仅驱动神经退行性症状,还能通过特定干预实现逆转。由法国国家健康与医学研究院(Inserm)、波尔多大学和加拿大蒙克顿大学组成的研究团队,成功开发出名为mitoDREADD-Gs的基因工程工具,通过靶向激活线粒体膜受体,显著改善阿尔茨海默病和额颞叶痴呆模型小鼠的认知功能。
线粒体作为细胞能量工厂,通过合成三磷酸腺苷(ATP)为神经递质释放和神经元静息电位维持提供关键能量。研究团队首次明确线粒体功能障碍与神经退行性疾病的因果关系,证实其并非疾病发展的附带损伤。
该工具基于基因工程改造的线粒体膜受体,当接受实验室合成药物氯氮平N氧化物(CNO)激活后,可特异性增强线粒体能量代谢效率。与传统全身性治疗不同,该技术实现了亚细胞层级的精准调控。
实验显示:接受四氢大麻酚(THC)导致线粒体功能损伤的小鼠,在激活受体后数小时内记忆功能完全恢复。在阿尔茨海默病和额颞叶痴呆模型中,单次药物激活使小鼠记忆能力显著改善。机制研究发现,该干预通过提升线粒体膜电位(驱动ATP合成的关键电压差)和氧耗量(电子传递链效率指标),有效恢复细胞能量代谢。
研究通讯作者Giovanni Marsicano指出:"这项突破首次证明线粒体功能障碍直接导致神经退行性症状,且恢复能量代谢可快速逆转认知障碍。"团队强调,该疗法在晚期神经元大量丢失的人类大脑中可能效果受限,且当前技术需基因编辑操作,存在临床转化障碍。
蒙克顿大学教授Étienne Hébert-Châtelain表示:"尽管存在局限,这项研究为解析线粒体在脑部疾病中的作用提供了革命性工具,可能推动针对脑能量代谢障碍的新型治疗策略开发。"
研究成果已发表于《自然·神经科学》期刊,为开发精准线粒体靶向疗法奠定了理论基础。
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