PNAS：线粒体能制造更多的能量，并且不出现有害副产物吗？

有没有可能在不增加潜在有害副产品的情况下，增加细胞的“能量中心”——线粒体的能量生产?如果是这样的话，这种方法可以用来治疗许多神经退行性疾病，在这些疾病中，受损的线粒体被认为起着核心作用。

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来准确分析哪些分子负责产生能量，哪些分子负责控制活性氧的产生，或ros毒性副产物，通常被称为“自由基”。

他们的研究结果发表在《美国国家科学院院刊》上，可能会导致将能量与活性氧生产分离的策略，这可能有助于开发帕金森病或阿尔茨海默病等疾病的治疗方法。

“弄清楚如何将能量产生与活性氧产生分离对于治疗线粒体功能障碍至关重要，在许多情况下，包括神经退行性疾病，提高线粒体能量可能是有益的，但我们不想通过有毒副产物损害细胞。”

当线粒体从糖和脂肪中产生细胞能量时，它们会释放活性氧。就像发电厂排放的污染物一样，活性氧长期以来一直被认为是不受欢迎但又难以防止的副产品。

虽然活性氧具有一些重要的生物学功能，但过多的活性氧对细胞是有毒的，并与许多慢性和退行性疾病有关。

失衡是疾病的根源

解决如何帮助线粒体更有效地运作的问题，可能有助于为神经退行性疾病以及心脏病、糖尿病和癌症等疾病提供新的治疗方法。它甚至对健康衰老也有影响，因为随着年龄的增长，线粒体会出现缺陷。

然而，在许多情况下，弄清楚线粒体究竟是如何出现故障的是很棘手的:是它们没有产生足够的细胞能量，还是它们产生了太多的活性氧?

研究小组先前筛选了细胞，发现了与调节能量水平有关的所有基因。在他们的新研究中，他们集中研究了大约200个这样的基因。利用CRISPR技术，他们在癌细胞中选择性地降低了这些基因的表达，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，”Neal Bennett说，他是PNAS新研究的第一作者。“通过这样做，我们能够识别出能够独立改变这些系统的基因和途径，这对治疗疾病非常有帮助。”

事实上，尽管一些基因同时影响能量和活性氧的产生，但另一些基因对其中一种产物的影响要大得多。

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有关的研究人员提供了一个令人信服的起点。

研究小组计划对活性氧水平改变对细胞健康的影响进行更多的研究，并确定他们的结果是否适用于其他类型的细胞，包括脑细胞。