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    Cell│線粒體能量代謝異常在社交障礙類神經疾病中的研究發現
    人類大腦作為生命體重要的器官之一,其重量雖為身體總重量的2% ,但是卻消耗了身體總能量的五分之一。生物體為了滿足腦部的這種高耗能的需求,那么在大腦中的線粒體不得不通過TCA和氧化磷酸化這兩個過程,產生大量的ATP,進而用于腦部正常生理功能的消耗。在腦部神經系統中,活躍的神經細胞將充分利用線粒體所產生的這些大量的ATP,來完成一系列生理生化活動,包括neurogenesis, synaptic plasticity, 以及neurot-ransmission等過程。瑞士洛桑大學基礎神經科學系的研究者聯合多個不同國家的科學實驗室共同在《Cell》雜志上發表了一篇文章,該文章研究發現具有社交障礙的病態果蠅個體,其腦部線粒體處于過度活躍狀態,并伴有非蛋白質氨基酸GABA含量降低的現象,該研究組認為通過研究線粒體的功能特點有可能對治療社交障礙類神經疾病具有積極作用
    該研究團隊使用O2k細胞能量代謝測量系統證實Cyfip85.1/+果蠅的腦部線粒體處于過度活躍狀態。近些年,越來越多的研究證明線粒體在腦功能障礙疾病中具有重要作用,例如自閉癥(ADS)、精神分裂癥(SCZ)和其他以突觸功能障礙為特征的神經類疾病。本研究中,線粒體的功能表現異常在Cyfip85.1/+社交障礙的病態果蠅的腦部體現的尤其明顯。
    使用O2k細胞能量代謝測量系統對Control組和Cyfip85.1/+組果蠅進行線粒體能量代謝過程研究(圖A);該研究樣本為單獨提取出來的果蠅線粒體,針對線粒體進行了一系列的研究過程,包括了leak呼吸、氧化磷酸化能力、呼吸能力、琥珀酸途徑、非線粒體耗氧、以及線粒體恢復能力等過程,該研究過程在同一組線粒體中加入了7種試劑,進行了10次滴加,其中FCCP作為解偶聯劑,需多次滴加才可見到電子傳遞能力,如圖所示,O2k為實時測量模式,可根據樣本與試劑的反應情況,選擇滴加次數和滴加時機,保證了樣本與試劑的進行了完全的反應。結果可見,Cyfip85.1/+組果蠅的線粒體呼吸能力高于正常Control組,則表明Cyfip85.1/+組果蠅的線粒體處于過度活躍狀態。
    根據此實驗設計方案,分別對兩組果蠅的腦部線粒體和身體部分線粒體進行了單獨的對比;實驗結果顯示,兩組果蠅的腦部線粒體呼吸能力對比(圖B);兩組果蠅的身體線粒體呼吸能力對比(圖C);兩組數據結果表明,Cyfip85.1/+組果蠅的頭部線粒體活躍程度明顯高于Control組,而身體的線粒體活性在兩組之間差別不大,說明Cyfip85.1/+組果蠅的頭部線粒體過度活躍,而身體部分功能正常。由此可見,具有社交障礙的神經類疾病的果蠅,其頭部線粒體功能活躍程度要明顯高于其他部位,針對頭部線粒體的結構與功能的研究將有可能抑制或治療神經類疾病。
     
    原文鏈接:https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32200800/
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