科学家绘出首个全脑线粒体图谱

　　参考消息网3月30日报道 据英国《自然》周刊网站3月26日报道，科学家绘制了首个全脑线粒体图谱，线粒体是一种重要结构，该成果可能有助于揭开与衰老相关的脑部疾病之谜。

　　研究结果显示，为细胞提供能量的线粒体，在大脑不同区域的类型和密度存在差异。例如，从进化角度来看，大脑中形成最早的区域，其线粒体密度低于较新形成的区域。

　　这项研究的作者将该图谱称为“线粒体脑图谱”。德国埃朗根-纽伦堡大学的神经生物学家瓦伦丁·里德尔并未参与该项目，他表示，该图谱“在技术上令人赞叹，在概念上具有开创性”。

　　大脑的线粒体可不只是小角色。美国哥伦比亚大学的心理生物学家、该研究报告的合著者之一马丁·皮卡德说：“现在我们知道，大脑的生物学特征与大脑的能量密切相关。”而且，大脑消耗的能量占人体总能量消耗的20%。

　　该研究的作者将一片冷冻人脑（来自一名死于心脏病的54岁捐赠者）分割成703个微小的立方体。每个立方体与构成大脑标准三维图像的单元大小相当。皮卡德说：“最大的挑战在于，样本数量太大。”

　　研究团队运用生物化学和分子技术来测定这703个样本中每个样本的线粒体密度。在部分样本中，研究人员还估算了线粒体产生能量的效率。

　　为了将研究结果扩展到单个脑切片之外，作者开发了一个模型，用以预测整个大脑中线粒体的数量和类型。他们将脑成像数据和脑立方体数据输入模型。为了检验该模型，他们将其应用于冷冻脑切片的其他样本，结果发现它能准确预测这些样本的线粒体构成。

　　模型结果揭示了大脑不同部位线粒体特征的差异。例如，作者发现，由紧密聚集的神经元中心结构组成的大脑灰质，其线粒体数量比白质的线粒体数量多出50%以上。白质主要由负责传递信息的神经元长分支组成，灰质中的线粒体产生能量的效率也比白质中的线粒体更高。大脑皮层灰质中的线粒体尤其高效，大脑皮层是有褶皱的大脑外层，在从爬行动物到灵长类动物的进化历程中较晚出现。

　　英国爱丁堡大学的神经科学家纳萨莉·罗什福尔表示，越来越多的证据表明，在一些精神疾病和与衰老相关的脑部疾病的早期，大脑线粒体就会发生变化。她说，这些新数据将使科学家能够更详细地研究大脑中易受影响区域的线粒体变化。

　　研究人员说，要完全了解大脑内部以及不同大脑之间的线粒体多样性，还需要进一步开展研究工作。该团队已启动一个更大的项目，计划为500个人脑的9个区域绘制图谱，这将使他们能够比较患有和未患有神经系统疾病、精神疾病和神经退行性疾病的个体之间的大脑线粒体情况。（编译/刘白云）