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浙大学者揭示脑卒中神经元线粒体自噬新规律

加快线粒体“召回销毁”可降低脑中风危害

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发布时间:2019-07-03来源:浙大新闻办作者:柯溢能 卢绍庆2005

缺血性脑卒中,又称脑中风、脑缺血,它具有高发病率、高致残、高复发率、高致死率等特点,给病人及家庭带来巨大的痛苦并造成严重的社会负担。遗憾的是,脑卒中的病理机制异常复杂,临床缺乏有效的治疗手段和药物精准干预的靶点。

近日,浙江大学药学院陈忠教授课题组在细胞生物学领域知名刊物《细胞生物学杂志》(Journal of Cell Biology),在线发表了题为《缺血神经元轴突线粒体在胞体进行自噬》(Somatic autophagy of axonal mitochondria in ischemic neurons)的最新研究,揭示了脑卒中神经元线粒体自噬的新规律,为精准寻找缺血性脑损伤潜在靶点提供了理论支持。

这项研究的第一作者为浙江大学药学院博士生郑艳榕与吴晓丽,通讯作者为浙江大学药学院陈忠教授,浙江大学药学院张翔南教授为共同通讯作者兼共同第一作者。

脑供血不足导致的神经元损伤是造成脑卒中脑损伤的主要原因之一。神经元好比人体的“指挥官”,它的损伤将造成人体功能的紊乱,最终可能导致残疾或死亡。而神经元是形态极其特殊的一类细胞,它的胞体延伸出许多突起,其中最长的一条被称为“轴突”。人体中最长的轴突可长达1米。

轴突就如同信息的高速公路,每时每刻都在进行着信息传递,实现“指挥官”对机体的控制。而能量工厂线粒体,就为这条高速公路上的信息交流提供“燃料”。可想而知,线粒体的功能异常将导致轴突乃至整个神经元的功能失常。因此,神经元必须对线粒体的质量进行严格的控制。神经元通过溶酶体途径将损伤线粒体进行清除,即线粒体自噬(mitophagy)是主要的线粒体质量控制策略之一。但是,轴突内线粒体的自噬过程尚不完全清楚,是神经药理学和神经生物学领域关心的热点问题之一。

陈忠教授课题组的前期工作已经发现,脑缺血后血流的复灌可以激活线粒体自噬,减少神经元损伤。这次课题组利用了多种实验手段,首次发现脑缺血神经元中轴突线粒体逆向转运回神经元胞体后再进行自噬,而非在轴突原位上被自噬清除。不仅如此,特异性促进线粒体逆向转运可通过激活线粒体自噬提升缺血神经元内线粒体质量,减少细胞凋亡,最终发挥抗脑缺血的神经保护作用。

陈忠教授将这个现象打了个比方,这就好像商品出现了故障,原厂需要召回后销毁。“我们发现‘返厂销毁’的线粒体,由马达蛋白运送,受损程度不同的线粒体返回速度可能也不一样。”陈忠教授说,未来通过调控具体马达蛋白分子,可能加速线粒体自噬,“在细胞中制造不同速度的高铁,搭载受损线粒体‘返厂销毁’。”

这项研究加深了对脑卒中缺血复灌过程中神经元线粒体自噬的理解,同时为找到抗脑卒中的药物靶点提供了非常重要的实验依据。

研究受到国家自然科学基金委重点项目和优青项目的资助。

论文链接http://jcb.rupress.org.svgemag.com/content/early/2019/04/11/jcb.201804101.long

(文 柯溢能/摄影 卢绍庆)

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