Cell：新型探针能够检测细胞中缺陷线粒体的破坏过程 有望揭示多种神经变性疾病的发病机制
来源：本站原创 2020-08-17 08:30
2020年8月17日 讯 /生物谷BIOON/ --近日，一项刊登在国际杂志Cell上的研究报告中，来自日本理化学研究所等机构的科学家们通过研究开发出了一种通用的探针，其或能帮助准确检测细胞中缺陷线粒体的程序性破坏，研究者表示，线粒体是细胞中的能量工厂，在患有类似帕金森疾病的小鼠模型中，产多巴胺的神经元细胞中受损的线粒体或许无法被摧毁。图片来源：K.R. P
2020年8月17日 讯 /生物谷BIOON/ --近日，一项刊登在国际杂志Cell上的研究报告中，来自日本理化学研究所等机构的科学家们通过研究开发出了一种通用的探针，其或能帮助准确检测细胞中缺陷线粒体的程序性破坏，研究者表示，线粒体是细胞中的能量工厂，在患有类似帕金森疾病的小鼠模型中，产多巴胺的神经元细胞中受损的线粒体或许无法被摧毁。
图片来源：K.R. PORTER/ SCIENCE PHOTO LIBRARY
线粒体是能为机体细胞发挥正常功能提供化学能量的关键细胞器，但当细胞处于压力状态下时，线粒体就会出现功能异常，且会产生大量活性氧自由基，从而损伤细胞，因此细胞就会通过将受损的线粒体分配给溶酶体来进行清除和摧毁，溶酶体能作为细胞中的废物处理系统，帮助分解或破碎不需要的组分。如果选择性地消除功能异常的线粒体发生失败的话（即线粒体自噬（mitophagy）），就会引发多种疾病，因此研究人员非常感兴趣监测细胞中线粒体自噬的过程。
此前研究人员开发出了荧光探针来检测线粒体自噬，但有些探针仅能在活体细胞中使用，其它探针则非常容易受到并没有溶酶体参与的破坏过程的影响。这项研究中，研究人员通过研究开发出了一种新型荧光探针，其能在活体细胞和固定细胞中使用，而且在溶酶体中表现尤其突出。这种新型探针包含两部分结构，其中一部分能够抵抗溶酶体中酶类的作用，另一部分则会被溶酶体破坏；因此，通过监测探针荧光的颜色，研究人员就能检测出线粒体何时会进入溶酶体，与此前检测有丝分裂的探针不同的是，这种新型探针对于溶酶体中的降解酶类和酸度都非常敏感，所以其甚至会在溶酶体不再具有酸性的固定细胞中也能发挥作用。
研究者利用这种新型探针来研究帕金森疾病，其是一种神经变性疾病，会诱发机体颤抖、肌肉僵硬和运动障碍等疾病表现；利用帕金森疾病小鼠模型，研究人员发现，产生神经递质多巴胺的神经元并不能消除缺陷的线粒体，但其它不产生多巴胺的神经元或许能够消除缺陷的线粒体；由于帕金森疾病的主要特征表现为大脑中多巴胺的缺乏，这就表明，产生多巴胺的神经元无法完成线粒体自噬或许是引发疾病的一个主要因素。
通过与日本武田制药公司联合研究，研究人员还识别出了一种能诱导受损线粒体自我破坏的化合物，诸如此类化合物未来或能帮助治疗帕金森疾病；最后研究者Miyawaki表示，这种新型探针有望用于其它疾病的研究，由于很多神经变性疾病都会涉及线粒体自噬过程的发生，因此这种新型探针或能加速相关研究不断进展，未来其它器官的疾病或许也会发生氧化性压力和线粒体自噬过程，目前研究人员正在利用这种新型探针来研究心脏疾病。（生物谷Bioon.com）
原始出处：
Hiroyuki Katayama, Hiroshi Hama, Koji Nagasawa, et al. Visualizing and Modulating Mitophagy for Therapeutic Studies of Neurodegeneration, Cell (2020). DOI: 10.1016/j.cell.2020.04.025
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