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低氧能治疗线粒体病_[新闻new]

发布时间:2021-09-13 15:39:49 阅读: 来源:发泡水泥厂家

网导读:对需氧生物来说,氧气就是生命,没有氧气就没有生命。但是生物并不是那么简单,科学家最近发现,低氧或许能作为治疗线粒体病的理想工具,或许低氧本身可成为改善健康......

线粒体病属于罕见病,目前没有特异性治疗方法,曾经有学者根据线粒体的功能提出补充氧气的策略,但没有取得成功,最近哈佛大学科学家利用最新基因组编辑工具,从人类海量基因组中确定了一种能维持细胞低氧反应的蛋白,是导致线粒体病患者细胞无法正常代谢的原因。用基因技术或药物分子阻断这种蛋白功能,可以提高细胞耐受低氧的能力,也能提高动物耐受线粒体病变的能力,明显延长线粒体病动物寿命。低氧或许是一种治疗线粒体病的最简单方法。这一工作本周在线发布在《科学》。

对需氧生物来说,氧气就是生命,没有氧气就没有生命。但是生物并不是那么简单,科学家最近发现,低氧或许能作为治疗线粒体病的理想工具,或许低氧本身可成为改善健康的手段。当然这个思路只进行了动物和细胞学研究,但有科学家已经考虑进行人体试验治疗某些罕见疾病。

这种策略的机制仍然不十分清楚,是来自一项关于线粒体的研究,线粒体是细胞内负责能量代谢的结构,可以说一切细胞活动需要的能量都来自线粒体。如果线粒体功能障碍,细胞能量的供应就会出现问题。某些罕见疾病如线粒体自身DNA或细胞核内线粒体功能基因发生突变,都可以发生线粒体病。对了,线粒体是细胞内除细胞核以外唯一拥有独立基因的细胞器。线粒体病十分罕见,在美国大约4000个新生儿中会出现一例。当今医学对这种罕见病的唯一依靠是进行受精卵线粒体移植,就是所谓三父母婴儿技术。但是这种线粒体移植技术对已经出生的患者没有任何意义。一些线粒体病患者生长发育迟缓,肌肉无力,也有的表现为神经系统和心脏功能障碍。如果这种低氧处理可以治疗这种疾病,对这些患者来说,这简直就是天使下凡。正如佛罗里达大学PeterStacpoole教授的所讲,应该立刻申请开展临床研究。他长期以来一直寻找解决该疾病的治疗方法研究。

虽然线粒体病表现多样,但是线粒体的核心功能是制造ATP,ATP是细胞内能量货币。哥伦比亚大学神经病学家MichioHirano目前正在负责北美线粒体协作组,该组织的一个目的就是寻找线粒体病的新疗法。他说,一些治疗线粒体病的策略就是设法激活线粒体产生更多ATP。这种逻辑是合理的,但是具体操作并不容易。波士顿一个小组利用另外一种路线寻找新的治疗方法。哈佛大学附属麻省总医院线粒体生物学家VamsiMootha、和他的研究生IshaJain等同事使用最新流行的基因组编辑工具CRISPR对人类细胞中18,000种不同基因分别进行敲除,从这些不同基因缺陷细胞中寻找那些基因去除能帮助耐受人类线粒体病。他们通过观察那些基因去掉后耐受线粒体毒素的能力提高。没想到竟然发现一种著名的基因vonHippel-Lindau(VHL),这个基因早就被科学家研究,是一种促癌基因,其重要作用是能低氧反应刹车分子VHL,因为VHL是控制低氧诱导因子HIF分子降解的关键,缺乏VHL的细胞内HIF会大量增加,这些细胞耐受低氧的能力会增强。难道这种耐受低氧能力就是治疗线粒体病的关键策略,如果真的如此,就可以采用药物刺激这个系统,或者采用简单的低氧暴露来治疗这种罕见疾病了。

该研究用斑马鱼线粒体紊乱模型,发现关闭VHL可以延长寿命2倍。用小鼠线粒体病模型Leigh氏脑病,将动物进行慢性低氧暴露,相当于勃朗峰4810米高度低氧可以让动物寿命延长6个月,对照组动物寿命只有2个月。

Mootha等今日将该研究在线发表在《科学》,他认为结果远远超过预期。Mootha小组仍然苦苦思索为什么低氧能帮助线粒体病动物。Stacpoole认为,这与直觉相悖,但确实是新现象,值得深入探讨。Mootha认为一种可能是,低氧抑制ATP产生的同时,也减少了自由基的产量,自由基能造成组织损伤,可能是线粒体组织病变的基础。

也有学者认为,低氧能激活ATP产生的备用通路(糖酵解?),这是维持组织功能正常的基础。

持续低氧不适合于人类,低氧也是肿瘤生长的诱导因子。但是也可以利用其他方式如药物启动低氧通路。Mootha等正在研究间歇性低氧是否能产生类似效应。低氧暴露对人类比较容易实现,如在晚上可以将人放在低氧舱(帐)内。

加拿大金斯顿皇后大学心脏病学家StephenArcher指出,低氧的潜在效应需要认真研究,尤其是低氧的危害。他同意应该进行更多动物试验。尤其是在线粒体病缺乏理想手段的情况下。

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