新证据:提高线粒体膜电位 足以减缓衰老延长寿命！线粒体与衰老机制的研究进展

一项新的研究表明，利用基因工程改造的线粒体将光能转化为细胞可以利用的化学能，最终能延长秀丽线虫的寿命。这项研究阐明了衰老过程中的重要机制，并可能为与年龄有关的疾病带来新的治疗方法。该研究结果发表在《自然衰老》杂志上。

线粒体功能障碍在衰老过程中起核心作用，但确切的生物学原因仍在确定中。来自美国和德国的一组研究人员对秀丽线虫的线粒体进行了基因改造，利用来自真菌的光激活质子泵，通过光遗传学方法增加成年秀丽隐杆线虫的线粒体膜电位，改善了秀丽隐杆线虫的年龄相关表型并延长其寿命。研究结果提供了直接因果证据，表明挽救与年龄相关的线粒体膜电位下降足以减缓衰老速度，延长健康寿命和寿命。该团队曾在2020年发表在EMBO Reports上的一篇论文中首次描述过利用来自真菌的光激活质子泵改造线虫线粒体的成果。在新研究中发现，当暴露在光线下时，质子泵会让带电离子穿过膜，利用光的能量给线粒体充电。

“线粒体功能障碍在衰老过程中起着核心作用，但确切的生物学原因仍在研究中。”“在这里，我们展示了在线虫成年期使用光激活质子泵增加线粒体膜电位的光遗传学，能改善秀丽隐杆线虫的年龄相关表型，并延长其寿命。”“我们知道线粒体功能障碍是衰老的结果，”罗切斯特大学医学中心麻醉学、围手术期医学、药理学和生理学副教授、该研究的资深作者Andrew Wojtovich博士说。“这项研究发现，简单地利用光能线粒体促进新陈代谢，就能让实验室线虫活得更久、更健康。这些发现和新的研究工具将使我们能够进一步研究线粒体，并确定治疗与年龄有关的疾病和更健康衰老的新方法。”

“线粒体类似于工业发电厂，它们燃烧碳源，主要是葡萄糖，为细胞产生有用的能量，”文章第一作者Berry说。“我们所做的基本上是将太阳能电池板连接到现有的发电厂基础设施上。在这种情况下，太阳能电池板就是光遗传工具。正常的线粒体机制能够利用光能提供ATP，除了正常的燃烧途径。”他们的发现提供了直接的因果证据，证明挽救与年龄相关的线粒体膜电位下降足以减缓衰老速度，延长健康寿命和寿命。“我们需要更多地了解线粒体在动物体内的真实表现。”“首先在线虫中，就像目前的研究一样，然后在培养的人类细胞和啮齿动物中。这样，未来的研究将充分了解人类疾病和衰老最可能的参与者——线粒体。”