JCB | 浙江大学医学院陈忠/张翔南团队揭示缺血神经元轴突线粒体的体细胞自噬学术资讯

来源：iNature

有丝分裂通过消除受损的线粒体来保护缺血神经元的损伤，但目前尚不清楚远端轴突中的线粒体是如何被清除的。2019年4月12号，浙江大学医学院陈忠、张翔南团队在Journal of Cell Biology上在线发表了题为Somatic autophagy of axonal mitochondria in ischemic neurons的研究论文。该研究揭示了缺血神经元轴突线粒体的体细胞自噬现象，建立了线粒体逆行运动与有丝分裂的直接联系。该研究发现为通过纠正线粒体运动来减轻缺血性神经元损伤提供了一个新的概念。

脑缺血是一种以阻断脑血供为特征的神经系统疾病。线粒体质量是缺血损伤后神经元存活的关键。神经元通过补充线粒体来监测线粒体质量，或者更重要的是，通过有丝分裂消除功能失调的线粒体。有丝分裂是允许整个线粒体退化的唯一机制，有丝分裂缺乏与多种神经疾病有关。特别是，最近的证据表明，有丝分裂功能受损加重了缺血性脑损伤，相反，有丝分裂增强则提供了神经保护，表明有丝分裂对缺血性神经元存活的关键贡献。

神经元在形态上高度分化。神经元线粒体总数的一半以上位于远端神经元区，在这些区域，它们更容易受到环境压力。与此相反，自噬体和溶酶体更多地集中在Soma，提出了神经元有丝分裂是如何受到空间调控的问题。在基础条件下，在轴突尖端产生自噬体，以及局部急性应激导致轴突有丝分裂。另一方面，在若干系统中提出了Soma-限制性有丝分裂症。此外，有丝分裂体在应激条件下不易在轴突中找到。目前尚不清楚局部有丝分裂是否足以满足在诸如缺血等强烈压力下对线粒体更替的更大需求。

线粒体逆行转运在缺血再灌注诱导的有丝分裂及其神经保护中的作用

此外，在生理和病理条件下，线粒体与微管一起经历动态运动，线粒体的移动可能影响轴突有丝分裂。具体来说，应激后轴突中的自噬体能够识别固定化线粒体。相比之下，先前的一项研究发现，通过从线粒体中提取锚定蛋白合成素(SNPH)，轴突线粒体进行了选择性双向转运。与正在顺行的健康线粒体不同，在较轻的压力下，受损的线粒体会倒退，成为线粒体质量控制的第一线防线。然而，这些线粒体在贩运过程中是否经历自噬清除或融合与分裂仍不清楚。综上所述，轴突线粒体运动与有丝分裂的关系需要进一步研究，特别是在诸如缺血这样的应激条件下。

在这里，研究人员发现氧和葡萄糖剥夺-再灌注降低了线粒体在细胞体和轴突中的含量。在Atg7fl/fl；NES-CRE神经元中，轴突线粒体的消除未被消除，表明轴突中没有直接的有丝分裂。相反，胞体中的轴突线粒体被自噬体包裹，轴突衍生的线粒体被自噬优先清除。有趣的是，轴突线粒体在再灌注后迅速失去顺行运动，但增加了逆行运动。用合他普林锚定轴突线粒体，可阻断神经元有丝分裂，加重损伤。相反，诱导线粒体与Dynein结合，可增强线粒体的逆行转运，增强有丝分裂，从而防止线粒体功能障碍，减轻神经元损伤。因此，该研究揭示了缺血神经元轴突线粒体的体细胞自噬现象，建立了线粒体逆行运动与有丝分裂的直接联系。该研究发现为通过纠正线粒体运动来减轻缺血性神经元损伤提供了一个新的概念。

来源：Plant_ihuman iNature

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