细胞清洁能源线粒体能否在没有附带损害的情况下产生更多能量

是否有可能在不增加潜在有害副产品的情况下增加线粒体的能量产生?如果是这样，这种方法可用于治疗许多神经退行性疾病，据信受损的线粒体在其中发挥着核心作用。

为了寻找答案，格拉德斯通研究所的一组科学家使用基因编辑技术CRISPR准确解析出哪些分子负责产生能量，哪些分子控制活性氧或ROS(通常称为ROS)的产生。“自由基。”

他们的研究结果发表在《美国国家科学院院刊》上，可能会带来将能量与活性氧产生分离的策略，这可能有助于开发帕金森氏症或阿尔茨海默氏症等疾病的疗法。

“弄清楚如何将能量产生与活性氧产生分开对于治疗线粒体功能障碍确实至关重要，”领导这项研究的格莱斯顿研究员KenNakamura博士说。“在许多情况下，包括神经退行性疾病，增加线粒体能量可能是有益的，但我们不想通过有毒副产品来损害细胞。”

当线粒体从糖和脂肪产生细胞能量时，它们会释放活性氧。就像发电厂喷出的污染物一样，活性氧长期以来一直被认为是不需要但难以预防的副产品。

尽管活性氧具有一些重要的生物学功能，但过多的活性氧会对细胞产生毒性，并与许多慢性和退行性疾病有关。

疾病根源的失衡

解决如何帮助线粒体更有效地运作的问题可能有助于开发神经退行性疾病以及心脏病、糖尿病和癌症等疾病的新治疗方法。它甚至对健康衰老有影响，因为随着年龄的增长，线粒体会出现故障。

然而，在许多情况下，很难准确地弄清楚线粒体是如何发生故障的：它们是否没有产生足够的细胞能量，或者它们是否产生了过多的ROS?

中村的研究小组此前对细胞进行了筛选，以发现所有参与调节能量水平的基因。在他们的新工作中，他们关注了其中大约200个基因。他们利用CRISPR在癌细胞中选择性地降低这些基因的表达，并研究了ROS水平的变化。

“我们想要确定哪些分子是能量产生或ROS产生所必需的，”该研究的第一作者、科学家尼尔·贝内特(NealBennett)说。“通过这样做，我们能够辨别可以独立改变这些系统的基因和途径，这对于治疗疾病非常有帮助。”

事实上，虽然一些基因同时影响能量和活性氧的产生，但其他基因对一种产品的影响比另一种产品的影响要大得多。

总的来说，这些发现为那些想要开发独立控制线粒体能量和ROS的药物的研究人员以及那些试图了解线粒体功能障碍如何与疾病相关的研究人员提供了一个令人信服的起点。

该团队计划对改变的ROS水平对细胞健康的影响进行更多研究，并确定他们的结果是否适用于其他细胞类型，包括脑细胞。