大脑的“能量危机”：揭秘衰老与认知衰退的新机制

随着年龄的增长，我们的身体逐渐出现各种衰老的迹象，其中之一就是认知功能的下降。最近，浙江大学的科学家们在《科学》杂志上发表了一项突破性的研究，揭示了衰老过程中认知障碍的新机制——神经元活动无法有效调动线粒体能量。

线粒体：大脑的能量工厂

线粒体是细胞的能量工厂，对于大脑来说尤其重要。大脑中的神经元需要大量的能量来支持复杂的神经活动，包括思考和记忆存储。随着年龄的增长，神经元中线粒体的能量代谢受损，导致大脑出现“能量危机”，这与认知功能下降及神经退行性疾病有关。

核心数据结果

浙江大学的研究团队发现了一种名为E-TCmito的机制，即神经元和突触兴奋性与线粒体DNA转录之间的偶联。这种偶联的效力随着年龄的增加而减弱，导致年龄相关的神经功能障碍。在衰老小鼠中，增强E-TCmito可以增强神经元的能量储备，增强记忆能力。

• 突触激活与mtDNA表达：在体外海马切片中阻断抑制性突触，增强兴奋性突触传递和神经元放电，激活神经元，使得线粒体编码基因Mtco1的mRNA表达显著增加。
• 年龄对比：与年轻小鼠相比，老年小鼠mtDNA表达的增加较少，表明随着年龄的增长，E-TCmito的效力减弱。
• CREB的作用：选择性抑制兴奋性神经元线粒体中的CREB时，小鼠在空间记忆和恐惧记忆测试中表现出缺陷。
• 增强E-TCmito的效果：在老年小鼠中，通过增强E-TCmito，mtDNA表达增加，大脑中的ATP储备恢复至与年轻小鼠相当的水平，认知功能得到改善。

临床应用：对抗认知衰退的新策略

这项研究为对抗与衰老相关的认知功能下降提供了潜在靶点。通过增强线粒体E-TCmito，可以提升大脑的生物能量，并改善认知功能。这为开发新的治疗策略提供了理论依据，可能有助于开发针对衰老相关认知障碍的新疗法。

结语

这项研究不仅增进了我们对衰老过程中认知障碍机制的理解，还为未来的治疗提供了新的方向。通过调节神经元线粒体的能量代谢，我们或许能够减缓甚至逆转认知功能的衰退。

参考文献

Wenwen, Li., Jiarui, Li., Jing, Li., Chen, Wei., Tal, Laviv., Meiyi, Dong., Jingran, Lin., Mariah, Calubag., Lesley A, Colgan., Kai, Jin., Bing, Zhou., Ying, Shen., Haohong, Li., Yihui, Cui., Zhihua, Gao., Tao, Li., Hailan, Hu., Ryohei, Yasuda., Huan, Ma.(2024). Boosting neuronal activity-driven mitochondrial DNA transcription improves cognition in aged mice. Science, 386(6728), 0. doi:10.1126/science.adp6547

如果医生对这项研究感兴趣，建议阅读原文以获得更深入的了解。