科学家发现，线粒体支持对中枢神经系统损伤的免疫反应

　　

　　

　　根据发表在《自然代谢》杂志上的一项研究，西北医学院的科学家们发现，线粒体对中枢神经系统中专门免疫细胞的增殖并不是必需的，但确实有助于这些细胞对脱髓鞘损伤做出反应。

　　“我们知道小胶质细胞与许多神经系统疾病有关，包括正常衰老过程中的认知能力下降和阿尔茨海默病。人们认为线粒体与所有这些疾病都有关。因此，我们询问线粒体和小胶质细胞是否以任何方式发挥作用，令我们惊讶的是，除了脱髓鞘疾病之外，基本上没有，”Navdeep Chandel博士说，David W. Cugell医学博士，肺和重症监护部医学教授，生物化学和分子遗传学，该研究的资深作者。

　　小胶质细胞是组织内的免疫细胞，支持大脑的正常发育和维持。已知小胶质细胞功能障碍与阿尔茨海默病有关，提示小胶质细胞功能可能是治疗中枢神经系统疾病的一个可能的治疗靶点。小胶质细胞还驱动免疫反应，促进中枢神经系统脱髓鞘损伤后的恢复。

　　小胶质细胞的功能也与线粒体功能有关，特别是线粒体呼吸链，这是一种在线粒体内膜中发现的蛋白质复合物，Chandel实验室先前证明它支持其他免疫反应。然而，线粒体呼吸链是否对小胶质细胞的功能和增殖是必需的，仍然是未知的。

　　Chandel实验室之前发表在《自然》杂志上的研究表明，在线粒体复合物III缺失的情况下，癌细胞不会增殖。线粒体复合物III是线粒体内膜中产生能量或ATP的五种蛋白质复合物之一。这表明线粒体功能障碍会损害癌症的生长。

　　在目前的研究中，研究人员删除了成年小鼠小胶质细胞中的线粒体复合物III亚基Uqcrfs1，以确定小胶质呼吸链是否对小胶质细胞的存活和增殖至关重要。令人惊讶的是，他们发现事实并非如此。

　　“我们发现，令我们惊讶的是，在没有线粒体复合体III的成年小鼠小胶质细胞中，它们增殖得很好，”Chandel说。“所以，这表明小胶质细胞是完全不同的，它们的生物能量非常丰富，它们可以依靠糖酵解生存。”

　　随后通过巴恩斯迷宫进行的行为分析和空间学习记忆测试表明，线粒体呼吸链功能的丧失并不足以导致成年小鼠空间学习记忆能力的下降。

　　Chandel说:“线粒体功能障碍并不足以给你带来衰老的表型，这可能是这项研究中更令人惊讶但更有趣的发现之一。”

　　接下来，研究人员使用家族性阿尔茨海默病(5xFAD)小鼠模型来研究淀粉样蛋白斑块沉积。人们认为淀粉样蛋白斑块破坏了大脑中正常的细胞功能，并导致阿尔茨海默病的认知能力下降。

　　令人惊讶的是，Chandel实验室的研究小组发现，在线粒体复合物iii缺陷的小胶质细胞中，海马淀粉样β斑块沉积减少，小胶质细胞和淀粉样β斑块之间的相互作用增加。然而，在线粒体复合物iii缺陷小胶质细胞的5xFAD小鼠中，他们没有看到任何认知能力下降的加速。

　　Chandel说:“这表明小胶质细胞中的线粒体呼吸链对淀粉样蛋白斑块沉积的保护反应不是必需的。”

　　然而，他们确实发现，小胶质细胞线粒体呼吸链功能是脱髓鞘损伤后恢复所必需的。科学家们用含有铜螯合剂的食物诱导小鼠脱髓鞘，铜螯合剂导致脱髓鞘模式与多发性硬化症相似。

　　当铜酮被移除时，小胶质细胞对中枢神经系统轴突髓鞘再生恢复正常神经功能至关重要。

　　“如果你的小胶质细胞中没有功能性线粒体，那就会严重受损，”钱德尔实验室的研究助理、该研究的主要作者约书亚·斯托曼博士说。

　　研究结果表明，成人中枢神经系统中不同的小胶质细胞反应需要小胶质细胞线粒体呼吸链功能。

　　更多信息:Joshua S. Stoolman等，线粒体呼吸在小胶质细胞对脱髓鞘损伤的反应中是必不可少的，但不是增殖，Nature metabolism(2024)。DOI: 10.1038/ s42225 -024-01080-1期刊信息:Nature metabolism, Nature由西北大学提供引文:线粒体支持对中枢神经系统损伤的免疫反应，科学家发现(2024,7月26日)检索自https://medicalxpress.com/news/2024-07-mitochondria-immune-response-central-nervous.html。除为私人学习或研究目的而进行的任何公平交易外，未经书面许可，不得转载任何部分。内容仅供参考之用。