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线粒体疾病发病机理阐明

发布时间:2018-02-13  发布人:

  日本熊本大学魏范研准教授、东京大学铃木勉教授的研究小组最新研究发现,一种被称作牛磺酸的功能性氨基酸在线粒体内外蛋白质的生产和保质中具有重要作用,实验表明,通过特定的化学物质维持蛋白质质量,可以改善线粒体疾病的症状。

  线粒体是真核细胞内的“能量制造工厂”,其中含有数千种蛋白质,维持着线粒体的各种功能。如果编码这些蛋白质的遗传基因发生变异,就会出现中枢神经或各种脏器异常的线粒体疾病。线粒体疾病目前没有有效治疗药物,发病频度为10万人中约9人至15人,幼儿发病较多。线粒体疾病有各种类型,以MELAS和MERRF线粒体脑肌病居多,症状表现为全身肌无力及心脏机能低下,大部分患者数年后死亡。

  迄今为止,MELAS和MERRF的发病机理不明,有报告指出牛磺酸参与其中。之前研究发现,MELAS和MERRF患者中牛磺酸与tRNA结合低下,但不了解牛磺酸功能下降为何会诱发严重疾病。

  研究小组此次利用质量分析法和基因工程学等先进方法发现,牛磺酸在线粒体的蛋白质合成中不可或缺。使用牛磺酸功能低下的细胞和模型鼠进行的调查显示,线粒体中蛋白质的生产几乎停滞,线粒体功能和结构受到破坏。由此,细胞质生产并输送给线粒体的各种蛋白质失去方向,造成蛋白质的结构破坏,形成高毒性的凝聚体积蓄在细胞质。当让模型鼠服用抑制凝聚体积蓄、减轻牛磺酸功能低下的化合物之后,凝聚体毒性下降,线粒体病症状有所缓和。

  该研究成果本月刊载在《细胞报告》网络版。