大脑衰老因线粒体基因“解绑”?修复TFAM蛋白有望重振神经元能量

大脑神经元随衰老“供电不足”,根源在于线粒体基因组结构被氧化破坏,修复这一结构可重新点亮大脑能量。《Neuron》刊登的研究发现,氧化应激会诱导关键TFAM蛋白氧化,导致线粒体DNA从紧凑状态变得松散,阻碍能量基因表达。引入抗氧化TFAM变体能成功恢复老龄神经元的能量供给,这为精准干预大脑衰老提供了全新靶点。

大脑神经元在衰老过程中为什么会逐渐“断电”?这一直是神经生物学领域的核心谜题。顶刊《Neuron》上的最新研究结合MINFLUX超分辨率显微技术与单分子转录图谱发现:老化的神经元中,氧化应激会破坏线粒体核(mt-nucleoid)的物理结构。原本紧凑且转录活跃的线粒体DNA结构在氧化作用下变得松散,导致线粒体基因转录量骤降,细胞能量货币ATP的产生严重受阻。研究人员进一步阐明了不同物种的分子机制——人源TFAM蛋白发生半胱氨酸氧化会促使其异常聚合物化,而小鼠TFAM蛋白发生甲硫氨酸氧化则会削弱其与DNA的结合能力。令人振奋的是,当在老龄神经元中表达一种“抗氧化型”TFAM突变体时,线粒体DNA的紧凑结构被成功修复,基因转录与ATP能量合成也随之恢复正常。这一突破证实,通过调控线粒体基因组的物理架构,完全有可能挽救衰老神经元的能量代谢,为延缓大脑衰老及相关退行性疾病带来了全新的干预思路。

📎 来源:Neuron | 查看原文

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