能量生产受损可能解释了为什么大脑容易患上与年龄有关的疾病

衰老神经元产生能量的缺陷或许可以解释为什么我们的大脑如此容易患上与年龄有关的疾病。索尔克研究人员用一种新方法发现，老年人的细胞中线粒体(细胞的发电站)受损，产生的能量减少。更好地了解衰老对线粒体的影响，可以揭示更多关于线粒体功能障碍和年龄相关脑部疾病(如阿尔茨海默氏症和帕金森氏症)之间的联系。作品发表于细胞的报道2018年5月29日。

大多数其他方法使用化学应力细胞索尔克大学遗传学实验室教授、资深作家拉什蒂·盖奇说。“我们的系统有展示发生了什么的优势线粒体那个年龄是自然的，在人体内。”

线粒体是细胞内的一种小结构，负责将我们的食物转化为细胞可以利用的化学能。缺陷线粒体基因可以引起疾病但研究人员也知道，随着年龄的增长，线粒体的效率会降低，可能导致与年龄有关的疾病。

之前是盖奇实验室开发了一种直接将皮肤细胞转化为神经元的方法(被称为诱导神经元，或iNs)。大多数从病人细胞中制造神经元的方法都依赖于中间的干细胞步骤(创造所谓的诱导多能干细胞)，重置细胞衰老标记。但是Gage实验室的iNs保留了衰老的迹象，包括基因活动和细胞核的变化，该团队在2015年报道。

在这项新研究中，研究人员询问细胞中的线粒体是否在In转换过程中也保留了衰老的标志。利用从0岁到89岁的人类身上收集的皮肤细胞，该团队从每个捐赠者身上创造了iNs，然后使用各种方法来研究每个细胞组的线粒体。

从每个人身上分离出来的皮肤细胞中的线粒体几乎没有显示出与年龄相关的变化。然而，一旦这些细胞被直接转化为神经元，来自年长捐赠者的线粒体就明显不同了。与能量产生相关的线粒体基因被关闭，线粒体密度更低，更碎片化，产生的能量更少。

“我们研究的几乎每一个领域——功能、基因和形态——都有缺陷，”索尔克的科学家和新论文的共同通讯作者Jerome Mertens说。

研究人员推测，与皮肤细胞的线粒体相比，iNs的线粒体受衰老影响更大的原因是神经元更依赖于线粒体能源的需求。梅尔滕斯说:“如果你有一辆老车，引擎坏了，每天都待在你的车库里，那没关系。”“但如果你开着那辆车上下班，引擎就会成为一个大问题。”

这一发现表明了衰老对全身器官的不同影响。

研究人员继续开始应用他们的方法来研究与年龄相关的疾病，包括阿尔茨海默和帕金森。过去，线粒体缺陷涉及这些疾病。通过收集皮肤细胞从病人和创造iNs，团队可以研究如何神经元线粒体这些疾病患者的神经元线粒体不同于未受影响的老年人。

研究助理、论文第一作者金永成(Yongsung Kim)表示:“目前还没有其他体外人类神经元模型用于研究衰老。”“所以，我们的论文最大的收获是，我们开发了一个工具，使我们能够研究神经老化和与年龄相关的疾病。"

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