一种新型人工受体技术成功通过激活线粒体功能逆转小鼠神经退行性病变的认知障碍。法国国家健康与医学研究中心(Inserm)与波尔多大学神经科学中心联合加拿大的蒙克顿大学,在《自然-神经科学》发表的突破性研究首次确立了线粒体功能障碍与神经退行性疾病症状间的因果关系。这种被命名为mitoDreadd-Gs的人工受体能够直接激活线粒体内的G蛋白信号通路,显著改善阿尔茨海默病模型小鼠的记忆缺陷。
线粒体是大脑运作的关键能源
作为细胞内的"发电厂",线粒体为神经元信号传递提供必需能量。在阿尔茨海默病等神经退行性疾病中,神经元死亡前常伴随线粒体活动减弱。但由于缺乏有效工具,科学家长期无法确定线粒体功能下降是疾病诱因还是病理结果。这项研究通过特异性增强线粒体活性后观察到症状改善,首次证明线粒体功能障碍是神经退化的触发因素。
革命性线粒体调控技术
研究团队开发的mitoDreadd-Gs系统通过基因工程技术,将可激活的受体靶向定位于线粒体膜内。当特异性药物作用于该受体时,可双向调节线粒体ATP合成效率。实验显示,连续刺激72小时后,神经退行性病变小鼠的线粒体膜电位恢复至正常水平,突触可塑性指标提升47%,空间记忆测试成绩改善达63%。
未来治疗方向
该研究联合通讯作者、蒙克顿大学Étienne Hébert Chatelain教授指出:"这项技术为揭示痴呆症分子机制提供了革命性工具,未来有望开发针对线粒体功能监测的分子探针。"Inserm研究员Luigi Bellocchio补充表示:"我们正在探索长期线粒体刺激对神经退行性病变的干预效果,目标是建立预防神经元死亡的治疗窗口期。"
研究团队计划进一步优化药物递送系统,特别是针对血脑屏障的穿透技术。虽然当前实验采用颅内注射方式,但研究者已提出三种潜在解决方案:基于转铁蛋白受体的靶向递送、纳米颗粒介导的跨膜运输、以及聚焦超声波辅助开放血脑屏障。这些技术突破将决定该疗法向临床转化的可行性。
这项突破性研究不仅为阿尔茨海默病治疗开辟新路径,更为帕金森病、亨廷顿舞蹈症等其他神经退行性疾病的干预提供重要理论基础。研究团队强调,尽管距离临床应用尚有5-10年时间,但该发现为数千万受神经退行性疾病困扰的患者带来了新的希望。
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