线粒体循环，又称线粒体自噬，在大脑衰老过程中起着至关重要的作用，中年被认为是维持大脑健康的关键阶段。新研究揭示了大脑中线粒体自噬的动态、区域特异性模式，为衰老和神经退行性疾病提供了新见解。

线粒体自噬动态会随着年龄的增长而改变，尤其是在中年时期，影响大脑健康和衰老。这些发现为开发神经退行性疾病的治疗方法提供了见解。

线粒体通常被称为细胞的“动力工厂”，在维持细胞健康方面发挥着至关重要的作用。这些细胞器受损后会通过线粒体自噬这一循环过程被清除，这对于长寿细胞（尤其是大脑中的细胞）的正常功能至关重要。受损的线粒体自噬与阿尔茨海默病和帕金森病等神经退行性疾病密切相关，这凸显了其作为药物发现和治疗进步目标的重要性。

赫尔辛基大学麦克威廉姆斯实验室的一项新研究由博士研究员安娜拉佩（Anna Rappe）牵头，揭示了在衰老过程中不同脑细胞类型中线粒体自噬的变化和意外情况。

例如，随着小鼠年龄的增长，负责运动的大脑特定区域的线粒体自噬水平会升高，而在与记忆相关的脑细胞中，线粒体自噬水平先是上升，然后在老年时急剧下降。这些发现表明中年是健康大脑衰老的关键转折点，为维持哺乳动物大脑功能的分子机制提供了新的见解。

该研究的另一个重要发现是，一些溶酶体（负责分解细胞废物的结构）会随着大脑老化而失去酸性。这一令人兴奋的观察结果与阿尔茨海默病模型中观察到的变化相似，表明正常衰老过程中出现的过程可能会在神经退行性疾病的发展中加剧。研究结果挑战了之前的假设，即所有物种的线粒体自噬都会随着年龄的增长而减少，表明在寿命较长的哺乳动物中，这种特殊的循环过程更加动态和复杂。

先前的研究通常使用酵母和蠕虫等短命模型，表明线粒体自噬水平在一生中下降，这是衰老的一个标志。然而，由于脑组织的复杂性和传统研究方法的局限性，研究衰老哺乳动物大脑中的这一过程一直具有挑战性。直到最近才有了追踪哺乳动物不同组织和器官中线粒体自噬所需的工具。McWilliams 实验室采用了小鼠遗传学、光生物学、神经科学和高级成像方面的尖端工具来追踪不同脑细胞类型中线粒体自噬随时间的变化。他们的研究结果强调了在研究长寿物种的大脑衰老时开发新视角的重要性，中年是保护大脑功能的关键时期。

指导这项研究的副教授 Thomas McWilliams 对这些发现进行了背景分析：“毫无疑问，短寿物种的线粒体自噬会减少。虽然我们拥有相同的重要基因和机制，但长寿哺乳动物的组织在不同的压力下进化，以应对不同的挑战。我们的研究表明，线粒体自噬在衰老小鼠的大脑中高度活跃，这表明中年是哺乳动物大脑健康的关键时期。”

他补充说，虽然该领域在理解神经退行性疾病方面取得了进展，但当前治疗方法的高失败率凸显了对新方法的需求。“还有很多工作要做，但我们对这些重塑我们对大脑衰老理解的新发现感到兴奋。我们与临床合作者一起致力于推动这项研究向更以人为本的应用发展。我们希望我们目前的结果能为公司和转化研究人员提供宝贵的路线图，帮助加速开发新的脑部疾病疗法。”

这项研究在国际上获得了广泛好评，Anna Rappe 在多个会议上获得了奖项，包括 2024 年北欧自噬学会会议（EMBO 期刊最佳海报奖，冰岛）、2024 年 Anatomici Fenniae 研讨会（联合最佳奖 - 芬兰赫尔辛基），以及之前的 2022 年 FENS 论坛（法国巴黎）——欧洲最大的神经科学会议，当时她在 McWilliams 实验室攻读硕士学位期间开始了这项工作（最佳海报奖）。今年早些时候，McWilliams 获得了 Jane 和 Aatos Erkko 基金会颁发的 112 万欧元奖金，用于对人类特异性自噬机制进行进一步的开创性研究。

该研究由赫尔辛基大学副教授 Thomas McWilliams 及其团队领导，HiLIFE 电子显微镜部门的 Helena Vihinen 博士和 Eija Jokitalo 博士以及 FIMM HCA 部门的 Antti Hassinen 博士也做出了重要合作贡献。

参考文献：Anna Rappe、Helena A Vihinen、Fumi Suomi、Antti J Hassinen、Homa Ehsan、Eija S Jokitalo 和 Thomas G Mc Williams 撰写的“哺乳动物大脑纵向自噬分析揭示了健康衰老过程中持续的线粒体自噬”，2024 年 10 月 4 日，EMBO 杂志。DOI：10.1038/s44318-024-00241-y

来源：赫尔辛基大学

免责声明：康加号致力于健康常识分享，内容根据公开资料编辑，版权归原作者；如有侵权请在线留言删除。文章旨在介绍健康科学进展，不能作为治疗方案；如需精准健康指导，请至正规医院诊疗。