PNAS:血清素新角色!能增強神經元中線粒體的功能並抵禦壓力損傷!

2020-12-24 生物谷

2019年5月14日 訊 /生物谷BIOON/ --神經元中的線粒體能夠提供強大的能量來幫助細胞在壓力狀況下完成多種功能,並調節神經元細胞的存活。近日,一項刊登在國際雜誌Proceedings of the National Academy of Sciences上題為「Serotonin regulates mitochondrial biogenesis and function in rodent cortical neurons via the 5-HT2A receptor and SIRT1–PGC-1α axis」的研究報告中,來自印度塔塔基礎研究院的科學家們通過研究發現了神經遞質血清素在神經元新生線粒體產生中發揮的神奇角色。

圖片來源:Vidita A. Vaidya and Ullas Kolthur-Seetharam

神經元中線粒體的產生過程稱之為線粒體生物發生(Mitochondrial Biogenesis),其會伴隨細胞呼吸和ATP水平的增加,而ATP就是細胞中所使用的能量來源。

血清素的效應主要涉及血清素2A受體及線粒體生物發生的主要調節子:SIRT1和PGC-1α,血清素能夠降低神經元細胞中毒性的活性氧分子,增強抗氧化酶和緩衝神經元免於受到細胞壓力的損傷效應;這項研究中,研究者揭開了血清素在神經元細胞能量產生過程中所扮演的關鍵角色,血清素能夠直接影響神經元細胞處理壓力的機制和方式,而且神經元中線粒體的功能還能幫助決定神經元應對壓力和機體老化軌跡的方式。

本文研究提供了讓人非常激動的證據,即神經遞質血清素能夠直接影響神經元細胞中的「能量工廠」,影響神經元應對細胞壓力的方式/模式,相關研究結果或有望幫助研究人員鑑別出新型靶點,幫助開發治療神經元中線粒體功能異常的新型療法,同時也有望開發出治療神經變性疾病和精神性障礙的潛在療法。(生物谷Bioon.com)

原始出處:

Sashaina E. Fanibunda, Sukrita Deb, Babukrishna Maniyadath, et al. Serotonin regulates mitochondrial biogenesis and function in rodent cortical neurons via the 5-HT2A receptor and SIRT1–PGC-1α axis, Proceedings of the National Academy of Sciences (2019). DOI:10.1073/pnas.1821332116

相關焦點

  • Neuron:與神經遞質血清素相關的特殊受體或能增強記憶的形成
    2018年5月14日 訊 /生物谷BIOON/ --近日,一項刊登在國際雜誌Neuron上的研究報告中,來自哥倫比亞大學歐文醫療中心的科學家通過研究鑑別出了一種和神經遞質血清素相關的特殊受體,或有望幫助研究人員開發增強大腦記憶的靶向藥物,本文研究未來或許有一天也能幫助研究人員開發治療認知損傷的患者。
  • 浙大學者揭示腦卒中神經元線粒體自噬新規律
    of axonal mitochondria in ischemic neurons)的最新研究,揭示了腦卒中神經元線粒體自噬的新規律,為精準尋找缺血性腦損傷潛在靶點提供了理論支持。腦供血不足導致的神經元損傷是造成腦卒中腦損傷的主要原因之一。神經元好比人體的「指揮官」,它的損傷將造成人體功能的紊亂,最終可能導致殘疾或死亡。而神經元是形態極其特殊的一類細胞,它的胞體延伸出許多突起,其中最長的一條被稱為「軸突」。
  • 085期抑研報|炎症-線粒體反應在抑鬱症研究中的證據和挑戰
    詞 :血清素;中縫;海馬體抑制;負面情緒血清素功能障礙與重度抑鬱症(MDD)有關,但目前仍不清楚此關係背後的機制。這些發現表明,MDD中海馬體網絡抑制的增強與海馬體血清素功能障礙有關,而海馬體的血清素功能障礙可能是由中縫與海馬體血清素迴路之間被破壞的連接引起的。
  • 《科學》:線粒體或能促進大腦發育期神經幹細胞向神經元細胞轉變
    線粒體是能為機體每個細胞提供能量非常重要的小型細胞器,尤其是對於需要能量維持正常功能的大腦,近日,一項刊登在國際雜誌Science上的研究報告中,來自Flanders生物技術研究所等機構的科學家們通過研究發現,線粒體或能在大腦發育期間調節關鍵的事件,即如何調節神經幹細胞轉變為神經細胞
  • 焦慮與線粒體的隱秘關係_湃客_澎湃新聞-The Paper
    (www.pnas.org/content/112/50/15486)許多實驗室的其他研究進一步發現了壓力和線粒體之間的聯繫。他們發現,急性心理壓力和漂浮在細胞外的線粒體DNA碎片快速激增之間存在關聯。這種碎片通常在與損傷或疾病有關的破壞性事件中釋放。這種影響在男性中比在女性中更為明顯。(linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0306453018312149)科學家仍在探索這種與壓力相關的線粒體損傷是如何發生的。
  • 生物物理所發現TDP-43激活線粒體UPR誘導線粒體損傷
    TDP-43是一個多功能的DNA和RNA結合蛋白,由TARDBP基因編碼,在細胞內的RNA轉錄、選擇性剪接及mRNA穩定性調節等過程中發揮功能。此後建立了高通量分析TDP-43多肽被神經元攝取而發生毒性變化的微灌流系統(發表在2014年2月的NeuroSignals上),並且發現TDP-43突變多肽不僅自身形成澱粉樣纖維,而且能誘導或加速不能形成纖維的其他TDP-43多肽及AD相關多肽Aβ 1-40的纖維化,運用NMR方法解析TDP-43突變多肽,發現其呈反平行β結構,為其在體外形成澱粉樣纖維和在神經元細胞內誘導TDP-43
  • Cell:大腦神經元中的線粒體或可調節機體血糖水平
    圖片來源:medicalxpress.com2016年3月2日 訊 /生物谷BIOON/ --發表於Cell上的一項研究報告中,來自耶魯大學醫學院的研究人員通過研究指出,餐後機體血糖水平的上升或可被腦部神經元的線粒體所控制,線粒體被認為是細胞的能量工廠,該研究或可幫助研究者們更好地理解2型糖尿病的發生機制。
  • 新技能?神經元生死居然線粒體變大或縮小就能決定!
    線粒體作為一種動態的細胞器,可以不斷地進行裂變和融合,改變線粒體的形態和數量。在正常情況下,裂變和融合處於平衡狀態,當細胞經歷代謝或環境壓力時,這種平衡可能被打破。最近研究表明線粒體的這種動態可以影響神經幹細胞轉化為中間神經祖細胞的過程。
  • 帕金森病創新療法:腦部近紅外光靶向激活線粒體功能
    線粒體是人體中負責能量產生的細胞器,與細胞生物能量的變化密切相關。而帕金森病(PD)中受影響的多巴胺能(DA)神經元由於基礎能量需求高,所以特別容易受到能量波動的影響。基於此,科學家們認為線粒體功能障礙是PD發病機制的候選因素之一。
  • 多篇文章解讀血清素領域重要研究成果!
    上的研究報告中,來自哥倫比亞大學歐文醫療中心的科學家通過研究鑑別出了一種和神經遞質血清素相關的特殊受體,或有望幫助研究人員開發增強大腦記憶的靶向藥物,本文研究未來或許有一天也能幫助研究人員開發治療認知損傷的患者。
  • 神經元也有「充電器」
  • 分子醫學研究所劉穎研究組揭示細胞非自主性的線粒體應激新機制
    課題組首次發現線蟲中四種神經元內的線粒體損傷可以傳遞信號至遠端腸道組織並引起腸道組織內的線粒體未摺疊蛋白反應(mitochondrial unfolded protein response,mitoUPR),神經肽FLP-2在該過程中起到信號傳遞功能。
  • Cell Metabol:消除損傷的線粒體或能減緩機體慢性炎性疾病的表現
    2019年5月5日 訊 /生物谷BIOON/ --炎症是一種機體平衡的生理反應,機體需要炎症來消滅外來入侵者和刺激物等,但過度的炎症反應常常會損傷健康細胞,引發機體衰老和慢性疾病發生;為了能有效控制炎症,免疫細胞就會僱傭一種名為NLRP3炎性小體的分子機器,NLRP3在健康細胞中處於失活狀態,但當細胞中的線粒體因壓力或暴露於細菌毒素而損傷時,NLRP3的功能就會被開啟
  • Cell:新型探針能夠檢測細胞中缺陷線粒體的破壞過程 有望揭示多種...
    2020年8月17日 訊 /生物谷BIOON/ --近日,一項刊登在國際雜誌Cell上的研究報告中,來自日本理化學研究所等機構的科學家們通過研究開發出了一種通用的探針,其或能幫助準確檢測細胞中缺陷線粒體的程序性破壞,研究者表示,線粒體是細胞中的能量工廠,在患有類似帕金森疾病的小鼠模型中,產多巴胺的神經元細胞中受損的線粒體或許無法被摧毀。
  • 近期線粒體疾病突破性進展一覽
    我們都知道,線粒體是為細胞功能的能量工廠,除了紅血細胞外,其存在於機體中的每個細胞中,當然,線粒體的主要功能是提供細胞所需要的能量-三磷酸核苷酸 (ATP)。首先,科研工作者使用一種常用的CRISPR DNA編輯技術,在細胞中把在線粒體疾病中出現變化的18,000個基因敲除掉。希望能找到特定的基因被敲除後,可以讓線粒體功能缺陷的細胞得以生存。他們經過海量篩選最後確認出編碼VHL基因,VHL蛋白是細胞缺氧反應的抑制分子。在動物模型中敲除掉VHL基因,即使在正常條件,它們表現出缺氧症狀。
  • 線粒體也能來自父親—新聞—科學網
    在罕見情形下,線粒體可能同時來自父親和母親。圖片來源:RUSSELL KIGHTLEY 在人類每個細胞中都能發現的能量產生結構通常只繼承自母親。但如今,美國的醫生在3個不同家庭中辨別出十幾個從父母雙方那裡繼承線粒體的人。 這些人似乎是常規之外的極罕見個例,可能的原因是其所在家庭含有一種突變,而該突變會擾亂通常阻止父親線粒體遺傳給後代的機制。 線粒體產生細胞運行所需的能量,而包括精子和卵子在內的每個人類細胞都含有很多線粒體。然而,儘管父親的線粒體確實能進入卵子,但在人類體內,它們攜帶一種標記其被摧毀的化學標籤。
  • 重磅級文章解讀線粒體對機體健康的重要性!
    ,包括具有損傷DNA功能的加合物的形成。近日,一項刊登在國際雜誌Psychosomatic Medicine上的研究報告中,來自哥倫比亞大學和洛克菲勒大學的研究人員通過研究發現,這或許與細胞中的線粒體有關;文章中,研究人員闡明了線粒體介導社會心理因素影響人類機體健康的分子機制,相關研究或能幫助理解影響人類健康及有效治癒人類疾病的多種影響因素。
  • Neuron:多巴胺和血清素調節人類感知和決策能力的關鍵角色!
    在這項觀察性研究中,研究人員使用快速循環伏安法(fast scan cyclic voltammetry)追蹤了5名患者體內的神經遞質多巴胺和血清素,這種電化學技術能用來測定血清素和多巴胺的水平,適用於在患者體內使用,而多巴胺和血清素是機體神經系統用來調節多種功能的重要化學信使分子。
  • 腦缺血神經元損傷研究有新進展
    近日,東南大學醫學院姚紅紅教授課題組研究揭示了環狀RNA在調控缺血神經元損傷中的重要作用及分子機制。
  • 科研新發現:線粒體疾病最新研究進展!
    線粒體是細胞中的「動力工廠」,細胞生命活動所需能量的80%都是由線粒體提供的。線粒體形態對於細胞維持正常生理代謝和機體發育起著重要的作用,如果線粒體結構和功能發生了異常,就會導致疾病的發生。