科學(xué)家利用人體自帶的“發(fā)電廠”揭開疾病和衰老的奧秘

線粒體是細(xì)胞的“發(fā)電廠”，它有自己的DNA，線粒體DNA突變率極高，而且修復(fù)機(jī)制低效，導(dǎo)致突變?nèi)菀桌鄯e，誘發(fā)多種疾病。索爾克研究所開發(fā)新平臺，成功生成155種突變細(xì)胞系，將加速線粒體疾病及癌癥、衰老等相關(guān)疾病的治療研發(fā)。關(guān)注詳情。

閱讀文摘

線粒體是細(xì)胞的“發(fā)電廠”，它與人類有著長達(dá)15億年的進(jìn)化伙伴關(guān)系。但是這位伙伴也有自己的DNA，而線粒體DNA的突變會深刻影響健康。

索爾克研究所的科學(xué)家發(fā)表了一項(xiàng)研究論文：推出一個全新的生物平臺，用于高效研究線粒體DNA在生理、疾病和治療中的作用。

線粒體DNA負(fù)責(zé)制造能量生產(chǎn)所需的蛋白質(zhì)，但是其突變率極高，而且修復(fù)機(jī)制低效，導(dǎo)致突變?nèi)菀桌鄯e。

由于線粒體存在于每個細(xì)胞中，其功能障礙可引發(fā)全身性問題，尤其對大腦、心臟等高能耗器官影響嚴(yán)重。癥狀包括偏頭痛、肌無力、聽力或視力喪失等。目前已發(fā)現(xiàn)超過260種遺傳性線粒體DNA突變與人類疾病相關(guān)。

過去，科學(xué)家只能逐個創(chuàng)建攜帶不同線粒體DNA突變的小鼠模型，一個模型有時耗時數(shù)年。他們開發(fā)的新平臺則完全不同：他們先利用一種“線粒體DNA聚合酶”隨機(jī)生成突變DNA，再將其轉(zhuǎn)入干細(xì)胞，最后整合到小鼠胚胎中。

這一可擴(kuò)展的干細(xì)胞平臺效率極高，已成功生成155種線粒體DNA突變細(xì)胞系，每種對線粒體功能的影響各不相同。利用這些細(xì)胞系，團(tuán)隊(duì)驗(yàn)證了它們可用于構(gòu)建攜帶單一突變的小鼠模型，并發(fā)現(xiàn)線粒體功能與早期胚胎發(fā)育存在強(qiáng)相關(guān)性，正常發(fā)育需要基礎(chǔ)能量水平。

研究人員表示，這個多樣性極高的文庫，其規(guī)模與已知的人類致病突變多樣性（約260種）相當(dāng)。借助該文庫，科學(xué)家不僅可以研究遺傳性突變，還能探究環(huán)境壓力或衰老等因素引發(fā)的突變。

該平臺和細(xì)胞庫的誕生，將極大加速線粒體疾病治療方法的開發(fā)。研究人員也正積極向更接近人類的模型推進(jìn)。大多數(shù)人類疾病都伴隨或?qū)е戮€粒體功能障礙，新平臺將推動癌癥、衰老等相關(guān)疾病治療策略的研究。

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