近日，来自加州理工学院和加州大学洛杉矶分校的一项研究发现了一系列线粒体质量控制的途径，人为地清除基因突变的线粒体，从而去除随着衰老而积累的细胞损伤。这一研究成果可能帮助减缓或逆转衰老的原因。该研究发表于11月14日的Nature Communications杂志上。

　　线粒体是细胞内的“发电厂”，每个细胞有成百上千的线粒体。与其他细胞器不同，它们自身携带遗传信息。线粒体DNA（mtDNA）突变导致的功能异常是许多生物衰老的标志。由于mtDNA修复能力有限，正常mtDNA和突变mtDNA往往在同一个细胞内发现，这种状态被称为异质性。大多数人出生时就携带了某种程度的异质性，随着年龄增加突变mtDNA水平逐渐上升。当突变水平达到某一个临界点，细胞就会功能丧失、凋亡。

　　这些积累的突变mtDNA被认为是导致衰老和肌肉减少症及神经退行性疾病如阿尔茨海默氏症、帕金森病等衰老相关疾病的罪魁祸首之一。mtDNA遗传缺陷也发现在一些儿童疾病中，包括孤独症。

　　研究人员通过基因工程使果蝇翼肌（飞行必须的肌肉组织）76%的mtDNA（避开致死基因）在青年时期就发生突变，但并不影响翼肌功能，从而创造一个基于转基因的异质性模型。果蝇生长迅速，并且大多数人类疾病基因在果蝇中也有相应的基因，这使得果蝇成为了一个研究人类疾病过程的重要模型。研究人员选择将重点放在肌肉中，肌肉组织不仅对能量需求高，而且包括人类在内所有动物中都会出现肌肉随着衰老而减弱的情况，此外肌肉功能丧失产生的后果也比较容易观察。

　　不同于细胞核内的DNA突变可以通过细胞修复机制修复，mtDNA突变往往不容易修复。但是细胞可以通过自噬过程分解并去除损伤的线粒体。在这项研究之前，科学家们还不了解自噬过程是否可以选择性地清除突变mtDNA。

　　研究小组发现，当他们人为地增加促进自噬的基因（包括几个与家族性帕金森并相关的基因）的活性时，果蝇肌肉中那些携带突变mtDNA的损伤线粒体被选择性地清除，突变mtDNA的比例显著降低。比如，过表达Parkin基因（该基因专门去除损伤线粒体，在家族性帕金森病患者中出现突变）使mtDNA突变率由76%降至5%，而过表达另一个自噬相关基因Atg1使这个数值降至4%。

　　研究人员表示，这种程度的降低可以完全消除这些细胞中的任何代谢缺陷，基本上将它们恢复到一个更年轻、能量供应充足的状态。

　　这项研究让科学家们知道线粒体的质量控制系统不仅存在还可以被加强，研究人员希望进一步寻找相关药物来达到同样的效果。他们希望在不远的将来人们可以定期为大脑、肌肉或其他组织细胞进行大扫除，清理损伤的mtDNA。这将帮助人类维持智力、运动能力并促进更健康的衰老。