摘要
研究人员发现了一种对神经元内线粒体运输至关重要的分子复合物，为预防神经退行性疾病提供了新的见解。这种名为Alex3/Gαq的复合物在神经元内分配能量生产的线粒体，对神经传递和神经元功能至关重要。这一发现为通过靶向线粒体运输机制治疗帕金森病、神经肌肉疾病和某些癌症开辟了潜在的治疗途径。研究强调了该复合物在维持神经元健康和存活中的作用，表明操纵这一系统可能为与线粒体功能障碍相关的多种疾病提供创新疗法。

关键事实

• Alex3/Gαq复合物调节神经元内线粒体的精确分布和运输，对能量供应和神经元功能至关重要。

• 该系统的破坏会导致运动缺陷、树突和轴突分支减少以及神经元死亡，突显其在神经发育和健康中的重要性。

• 研究表明，通过外部G蛋白偶联受体控制线粒体生物学可能为治疗线粒体和神经肌肉疾病以及某些癌症提供新策略。

来源：巴塞罗那大学

研究背景

人类大脑是一个消耗身体所需能量20%至25%的器官。神经元功能的高能量需求依赖于线粒体（能量生成的细胞器）在神经元内的运输和精确分布。线粒体的分布异常与多种神经退行性疾病密切相关。

研究发现

发表在《科学信号》杂志上的一项研究首次发现了一种调节神经元内线粒体运输和神经元死亡的分子复合物。这一复合物仅在进化程度最高的哺乳动物中存在，可能为治疗帕金森病、神经肌肉疾病甚至某些肿瘤提供新的治疗靶点。

该研究由巴塞罗那大学的Eduardo Soriano教授和西班牙国家研究委员会（CSIC）的研究员Anna María Aragay领导，结合动物模型和细胞培养实验，揭示了Alex3/Gαq复合物如何与线粒体机制相互作用，沿神经元的轴突和树突分布和运输这些细胞器。

线粒体运输的重要性

Soriano教授指出：“在神经元中，线粒体的运输过程至关重要，因为这些细胞器必须存在于所有轴突和树突中，为神经传递和神经元功能提供能量。”线粒体的精确分布是神经元高能量消耗的基础。

研究发现，Alex3/Gαq复合物通过与Gq蛋白和Alex3线粒体蛋白的相互作用，调节线粒体的运输和功能。Aragay研究员补充道：“如果这一系统失活，例如在小鼠中枢神经系统中特异性缺失Alex3蛋白，线粒体运输会减少，树突和轴突分支也会减少，导致运动缺陷甚至神经元死亡。”

分子机制

研究还发现，Alex3/Gαq复合物的相互作用通过G蛋白偶联受体（GPCR）调节。这些受体可以与多种分子（如神经递质、激素、大麻素等）相互作用，影响线粒体的分布和功能，进而影响神经元的生长和存活。

与疾病的关联

Alex3蛋白的功能缺失与多种疾病相关。例如，Alex3基因的缺失可能促进某些肿瘤（如上皮癌）的发展，但在其他情况下，其缺失可能对某些肿瘤（如肝癌）具有保护作用。此外，Alex3蛋白及其基因家族的变异与神经退行性疾病（尤其是帕金森病）、睡眠呼吸暂停和代谢疾病有关。

未来应用

研究团队指出，通过GPCR受体从细胞外部控制线粒体生物学具有巨大潜力。目前，许多特定分子可以激活或抑制这些受体，因此探索在线粒体缺陷疾病（如线粒体或神经肌肉疾病）或代谢抑制具有治疗效果的疾病（如癌症）中控制线粒体定位和生物学的可能性具有重要意义。

关于这项遗传学和神经科学研究

• 作者：Rosa Martínez

• 来源：巴塞罗那大学

• 联系人：Rosa Martínez – 巴塞罗那大学

原始研究：
“A mammalian-specific Alex3/Gαq protein complex regulates mitochondrial trafficking, dendritic complexity, and neuronal survival” by Eduardo Soriano et al. Science Signaling