谷氨酸tRNA片段在大脑衰老和阿尔茨海默病中的关键作用

　　

中国科学技术大学LIU Qiang教授团队在《Cell Metabolism 》杂志上发表的一篇重要研究论文揭示了谷氨酸tRNA片段在大脑衰老和阿尔茨海默病中的关键作用。

该研究发现谷氨酰胺能神经元线粒体中源自核编码tRNAGlu的转移RNA衍生小RNA (tsRNA) Glu-5'tsRNA-CTC的年龄依赖性积累。这种异常积累损害了线粒体蛋白的翻译和嵴结构，最终加速了脑老化和阿尔茨海默病的病理过程。

大脑衰老是导致认知功能下降的不可避免的自然过程。阿尔茨海默病是一种神经退行性疾病，是老年人痴呆症的最常见原因，认知障碍是阿尔茨海默病的一个显著特征。线粒体被称为细胞的“发电站”，为细胞提供能量。研究表明，线粒体功能障碍与脑老化和阿尔茨海默病密切相关。

线粒体Glu-5'tsRNA-CTC破坏mt-tRNALeu与亮氨酸- tRNA合成酶2 (LARS2)的结合，损害mt-tRNALeu氨基酰化和线粒体编码蛋白翻译。线粒体翻译缺陷破坏嵴结构，导致依赖谷氨酰胺酶(GLS)的谷氨酰胺形成受损和突触谷氨酸水平降低。此外，减少Glu-5'tsRNA-CTC可以保护衰老的大脑免受线粒体嵴、谷氨酰胺代谢、突触结构和记忆等衰老相关缺陷的影响。

LIU和他的团队揭示了谷氨酸tRNA片段在大脑衰老和阿尔茨海默病中的关键作用，为延缓认知能力下降提供了新的见解。研究人员设计了针对这些tRNA片段的反义寡核苷酸，并将其注射到老年小鼠的大脑中。这种干预显著减轻了老年小鼠的学习和记忆缺陷。除了阐明正常线粒体嵴超微结构在维持谷氨酸水平中的生理作用外，本研究还明确了转移RNA在脑衰老和年龄相关性记忆衰退中的病理作用。