馬薩諸塞州總醫(yī)院 (MGH) 的研究人員開(kāi)發(fā)了一種新方法來(lái)緩解線粒體功能障礙引起的問(wèn)題，線粒體是在細(xì)胞中產(chǎn)生能量的“動(dòng)力源”。他們的發(fā)現(xiàn)于 1 月 13 日發(fā)表在《自然生物技術(shù)》雜志上，可能會(huì)為由“斷裂”線粒體引起的罕見(jiàn)疾病提供新的治療方法，但也可用于開(kāi)發(fā)針對(duì)更常見(jiàn)的與年齡相關(guān)的疾病的新療法。
所有細(xì)胞都有線粒體。“線粒體從我們吃的食物中獲取電子并將它們轉(zhuǎn)移到氧氣中，”MGH 分子生物學(xué)系研究員、《自然生物技術(shù)》論文的資深作者 Vamsi Mootha 醫(yī)學(xué)博士解釋說(shuō)。Mootha 將此過(guò)程比作河流順山而下，水輪利用水流產(chǎn)生能量。
然而，線粒體疾病就像一座大壩，阻礙了這種平穩(wěn)的流動(dòng)，導(dǎo)致電子堆積，稱(chēng)為氧化還原失衡，并阻礙了細(xì)胞內(nèi)重要的化學(xué)反應(yīng)。“我們認(rèn)為毒性來(lái)自‘水車(chē)’不再旋轉(zhuǎn)的事實(shí)，”Mootha 說(shuō)。多余的電子最終以乳酸的形式進(jìn)入血液循環(huán)，乳酸是一種分子，可作為細(xì)胞內(nèi)發(fā)生疾病的標(biāo)志物。
線粒體功能障礙會(huì)導(dǎo)致 300 多種罕見(jiàn)的遺傳疾病，例如 Leigh 綜合征(一種可在嬰兒早期出現(xiàn)的致殘性神經(jīng)系統(tǒng)疾病)和 MELAS(導(dǎo)致肌肉無(wú)力、糖尿病和中風(fēng)，通常在 40 歲之前發(fā)病)。然而，線粒體功能逐漸下降也發(fā)生在帕金森病和其他更常見(jiàn)的疾病中。“即使是衰老過(guò)程本身，如果沒(méi)有疾病，也與線粒體活性下降有關(guān)，”Mootha 說(shuō)。
為了解決這個(gè)問(wèn)題，Mootha 和他的同事通過(guò)結(jié)合兩種細(xì)菌蛋白質(zhì)，乳酸氧化酶 (LOX) 和過(guò)氧化氫酶 (CAT)，創(chuàng)造了一種合成酶(稱(chēng)為 LOXCAT)。他的團(tuán)隊(duì)將 LOXCAT 添加到培養(yǎng)的具有線粒體缺陷的人類(lèi)細(xì)胞的培養(yǎng)基中，發(fā)現(xiàn)人工酶將乳酸轉(zhuǎn)化為丙酮酸，丙酮酸進(jìn)入細(xì)胞并獲取電子，從而緩解堆積。丙酮酸又轉(zhuǎn)化為乳酸，從細(xì)胞中釋放出來(lái)。LOXCAT 將乳酸鹽重新轉(zhuǎn)化為丙酮酸鹽，丙酮酸鹽重新開(kāi)始這個(gè)過(guò)程，形成一個(gè)循環(huán)。
“我們的新療法直接以循環(huán)乳酸為目標(biāo)，作為安全消散多余電子的一種方式。氧化還原平衡得到恢復(fù)，細(xì)胞??內(nèi)的流動(dòng)恢復(fù)，”Mootha 說(shuō)。“這里概念上的新概念是我們的酶不必進(jìn)入細(xì)胞——它對(duì)進(jìn)入和離開(kāi)的化學(xué)物質(zhì)起作用，以有益于細(xì)胞的內(nèi)部運(yùn)作。”
標(biāo)簽：
免責(zé)聲明：本文由用戶(hù)上傳，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系刪除！