線(xiàn)粒體病屬于罕見(jiàn)病，目前沒(méi)有特異性治療方法，曾經(jīng)有學(xué)者根據線(xiàn)粒體的功能提出補充氧氣的策略，但沒(méi)有取得成功，最近哈佛大學(xué)科學(xué)家利用最新基因組編輯工具，從人類(lèi)海量基因組中確定了一種能維持細胞低氧反應的蛋白，是導致線(xiàn)粒體病患者細胞無(wú)法正常代謝的原因。用基因技術(shù)或藥物分子阻斷這種蛋白功能，可以提高細胞耐受低氧的能力，也能提高動(dòng)物耐受線(xiàn)粒體病變的能力，明顯延長(cháng)線(xiàn)粒體病動(dòng)物壽命。低氧或許是一種治療線(xiàn)粒體病的最簡(jiǎn)單方法。這一工作本周在線(xiàn)發(fā)布在《科學(xué)》。

　　對需氧生物來(lái)說(shuō)，氧氣就是生命，沒(méi)有氧氣就沒(méi)有生命。但是生物并不是那么簡(jiǎn)單，科學(xué)家最近發(fā)現，低氧或許能作為治療線(xiàn)粒體病的理想工具，或許低氧本身可成為改善健康的手段。當然這個(gè)思路只進(jìn)行了動(dòng)物和細胞學(xué)研究，但有科學(xué)家已經(jīng)考慮進(jìn)行人體試驗治療某些罕見(jiàn)疾病。

　　這種策略的機制仍然不十分清楚，是來(lái)自一項關(guān)于線(xiàn)粒體的研究，線(xiàn)粒體是細胞內負責能量代謝的結構，可以說(shuō)一切細胞活動(dòng)需要的能量都來(lái)自線(xiàn)粒體。如果線(xiàn)粒體功能障礙，細胞能量的供應就會(huì )出現問(wèn)題。某些罕見(jiàn)疾病如線(xiàn)粒體自身DNA或細胞核內線(xiàn)粒體功能基因發(fā)生突變，都可以發(fā)生線(xiàn)粒體病。對了，線(xiàn)粒體是細胞內除細胞核以外唯一擁有獨立基因的細胞器。線(xiàn)粒體病十分罕見(jiàn)，在美國大約4000個(gè)新生兒中會(huì )出現一例。當今醫學(xué)對這種罕見(jiàn)病的唯一依靠是進(jìn)行受精卵線(xiàn)粒體移植，就是所謂三父母嬰兒技術(shù)。但是這種線(xiàn)粒體移植技術(shù)對已經(jīng)出生的患者沒(méi)有任何意義。一些線(xiàn)粒體病患者生長(cháng)發(fā)育遲緩，肌肉無(wú)力，也有的表現為神經(jīng)系統和心臟功能障礙。如果這種低氧處理可以治療這種疾病，對這些患者來(lái)說(shuō)，這簡(jiǎn)直就是天使下凡。正如佛羅里達大學(xué)PeterStacpoole教授的所講，應該立刻申請開(kāi)展臨床研究。他長(cháng)期以來(lái)一直尋找解決該疾病的治療方法研究。

　　雖然線(xiàn)粒體病表現多樣，但是線(xiàn)粒體的核心功能是制造ATP，ATP是細胞內能量貨幣。哥倫比亞大學(xué)神經(jīng)病學(xué)家MichioHirano目前正在負責北美線(xiàn)粒體協(xié)作組，該組織的一個(gè)目的就是尋找線(xiàn)粒體病的新療法。他說(shuō)，一些治療線(xiàn)粒體病的策略就是設法激活線(xiàn)粒體產(chǎn)生更多ATP。這種邏輯是合理的，但是具體操作并不容易。波士頓一個(gè)小組利用另外一種路線(xiàn)尋找新的治療方法。哈佛大學(xué)附屬麻省總醫院線(xiàn)粒體生物學(xué)家VamsiMootha、和他的研究生IshaJain等同事使用最新流行的基因組編輯工具CRISPR對人類(lèi)細胞中18,000種不同基因分別進(jìn)行敲除，從這些不同基因缺陷細胞中尋找那些基因去除能幫助耐受人類(lèi)線(xiàn)粒體病。他們通過(guò)觀(guān)察那些基因去掉后耐受線(xiàn)粒體毒素的能力提高。沒(méi)想到竟然發(fā)現一種著(zhù)名的基因vonHippel-Lindau(VHL)，這個(gè)基因早就被科學(xué)家研究，是一種促癌基因，其重要作用是能低氧反應剎車(chē)分子VHL，因為VHL是控制低氧誘導因子HIF分子降解的關(guān)鍵，缺乏VHL的細胞內HIF會(huì )大量增加，這些細胞耐受低氧的能力會(huì )增強。難道這種耐受低氧能力就是治療線(xiàn)粒體病的關(guān)鍵策略，如果真的如此，就可以采用藥物刺激這個(gè)系統，或者采用簡(jiǎn)單的低氧暴露來(lái)治療這種罕見(jiàn)疾病了。

　　該研究用斑馬魚(yú)線(xiàn)粒體紊亂模型，發(fā)現關(guān)閉VHL可以延長(cháng)壽命2倍。用小鼠線(xiàn)粒體病模型Leigh氏腦病，將動(dòng)物進(jìn)行慢性低氧暴露，相當于勃朗峰4810米高度低氧可以讓動(dòng)物壽命延長(cháng)6個(gè)月，對照組動(dòng)物壽命只有2個(gè)月。

　　Mootha等今日將該研究在線(xiàn)發(fā)表在《科學(xué)》，他認為結果遠遠超過(guò)預期。Mootha小組仍然苦苦思索為什么低氧能幫助線(xiàn)粒體病動(dòng)物。Stacpoole認為，這與直覺(jué)相悖，但確實(shí)是新現象，值得深入探討。Mootha認為一種可能是，低氧抑制ATP產(chǎn)生的同時(shí)，也減少了自由基的產(chǎn)量，自由基能造成組織損傷，可能是線(xiàn)粒體組織病變的基礎。

　　也有學(xué)者認為，低氧能激活ATP產(chǎn)生的備用通路（糖酵解？），這是維持組織功能正常的基礎。

　　持續低氧不適合于人類(lèi)，低氧也是腫瘤生長(cháng)的誘導因子。但是也可以利用其他方式如藥物啟動(dòng)低氧通路。Mootha等正在研究間歇性低氧是否能產(chǎn)生類(lèi)似效應。低氧暴露對人類(lèi)比較容易實(shí)現，如在晚上可以將人放在低氧艙（帳）內。

　　加拿大金斯頓皇后大學(xué)心臟病學(xué)家StephenArcher指出，低氧的潛在效應需要認真研究，尤其是低氧的危害。他同意應該進(jìn)行更多動(dòng)物試驗。尤其是在線(xiàn)粒體病缺乏理想手段的情況下。