肌萎缩性侧索硬化症进展：神经细胞的线粒体受阻

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生物通报道：当代杰出的理论物理学家史蒂芬·霍金在我国讲学期间给人们留下非常深刻的印象。他坐着轮椅、不能说话的特殊姿态引起很多人对他所患疾病的关注。霍金所患疾病属于运动神经元疾病（MNDs）范畴，称为肌萎缩侧索硬化症（ALS），美国棒球史上的传奇棒球运动员Lou Gehrig死于肌萎缩侧索硬化症（ALS），这种疾病因此在美国被称为Lou Gehrig症，这种疾病起因于脊髓和大脑中负责自主运动的运动神经元细胞逐步退化，机体控制能力大幅度丧失，患病的晚期甚至会影响呼吸，病人通常在2到5年内死亡，目前并无有效的治疗方法，而且医生也不建议以手术的方式进行治疗，原因是运动神经元的伤害往往含盖脑、脑干和脊髓。

最近，科学家在研究了这种相对罕见遗传疾病的患者组织样品和啮齿动物模型后，首次发现神经细胞“产能中心”――线粒体受损直接导致细胞死亡。研究结果发表在7月9日的Neuron上。

加州大学圣地亚哥分校、约翰斯·霍普金斯大学以及其它的科研机构组成的研究小组发现一种功能异常的蛋白能阻碍运输系统将一种关键的物质带入为细胞提供能量的微细胞器――线粒体内，研究者报道说，线粒体的损伤发生在控制肌肉的神经细胞中，这能帮助我们解释肌萎缩侧索硬化（ALS）的独特的本质。

“ALS动物模型和ALS患者运动神经元中的线粒体工作不正常，这是首次将ALS和线粒体相联系起来的研究”。这篇论文的第二作者Rothstein博士说。Rothstein是约翰斯·霍普金斯大学Robert Packard Center for ALS Research的主任兼神经学教授。
研究者说，此发现为预防和治疗恶化的致命疾病提供了一条新的途径，使得通过线粒体来治疗更为普遍的ALS类型或一些其它的神经退行性疾病成为可能。

遗传型的ALS占所有ALS病例不到5％的比例，病因是由于超氧化物歧化酶（也称为SOD1）的基因发生了一系列突变所致。SOD1能帮助清除细胞内的有毒分子。研究者通过遗传工程使得研究用的每一组小鼠和大鼠体内分别携带一种变异。通过研究小鼠和大鼠的脑、脊髓以及其它组织中纯化的完整线粒体，以及死于ALS的患者样品，研究者们发现脊髓神经细胞中的线粒体外表面大量聚集突变的SOD1，但是其他组织的线粒体则不受影响。

“事实上，罪魁祸首正是这些蛋白”。该研究的带头人Cleveland博士说。Cleveland是加州大学圣地亚哥分校的科学家，同时也是Packard Center的研究员。研究者暗示说，线粒体在控制肌肉的神经细胞中的工作方式可能与其它细胞并不相同。这一特殊性能解释携有遗传性的ALS的小鼠、大鼠或是人体内都存在产生变异的SOD1，但为什么仅仅是运动神经元中的线粒体受到损伤而导致细胞死亡。

“我们观察认为此类型的ALS中损坏的线粒体对脊髓细胞造成了严重的损坏”，Cleveland说，“我们相信正是它将这些细胞推至死亡的边缘。”

损伤的线粒体会引发一些问题并将细胞推至死亡线上。“举例来说，我们以前一直都知道线粒体异常会使神经元容易受到过量的化学递质谷氨酸盐的损伤”，Rothstein说。Rothstein指出谷氨酸盐的毒性是公认的导致ALS产生的一个方面。科学家们正在测试较常见的偶发型的ALS中线粒体的潜在作用并将目标锁定在由线粒体损伤引起的细胞死亡和毒性。（Alex）