新研究首次绘制出全脑线粒体分布图谱

英国《自然》杂志网站26日发表的一项国际新研究显示，科学家首次绘制出覆盖全脑的线粒体分布图谱，这项成果有望为揭示与衰老相关的脑疾病机制提供新方向。

大脑消耗的能量占人体总耗能的五分之一。作为细胞的“能量工厂”，大脑中的线粒体作用重大，其类型和密度在不同脑区存在显著差异。新研究通过分析人类脑组织，绘制大脑中线粒体的密度、分子特征和制造能量能力的图谱，有助于未来通过非侵入性方式进行大脑中的线粒体生物能量学研究。

该研究团队将捐赠的一名54岁心源性猝死者冷冻脑组织切片分割成703个3毫米见方的微型立方体，也就是标准脑部三维成像单元的尺寸。随后，团队通过生化和分子技术确定了线粒体在全部703个样品中的密度，并在一些样品中估算了线粒体制造能量的效率。

接下来，团队又开发了一个模型来预测整个大脑中线粒体的分布情况。为了测试这个模型，他们将其应用于冷冻脑切片的其他样本，发现它准确地预测了样本的线粒体分布。通过这种方式，团队首次实现了全脑范围内线粒体的系统解析。

该模型发现了大脑中不同区域内线粒体分布的区别，例如大脑灰质中的线粒体含量是大脑白质中的1.5倍甚至更多；灰质中的线粒体比白质中的线粒体能更高效地制造能量；位于大脑皮层灰质中的线粒体制造能量尤其高效。