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加州大学洛杉矶分校新闻

新技术使科学家能够测量冷冻组织中的线粒体呼吸

发现

加州大学洛杉矶分校(UCLA)大卫格芬医学院(David Geffen School of Medicine)代谢主题主任里安Shirihai博士为首的科学家们已经开发出一种方法,可以让之前冷冻的线粒体样本恢复氧气消耗活动,即使这些样本已经收集了好几年。线粒体的冷冻和解冻过程会降低其耗氧量,迄今为止,这一直阻碍着研究人员的研究。能够准确地进行大规模研究,检查线粒体在健康和疾病中的关键作用。

背景

我们细胞中的线粒体消耗我们呼吸的90%的氧气,并通过一种称为呼吸的化学过程,利用氧气将营养物质转化为能量,用于各种细胞功能。当线粒体不能向细胞提供足够的能量时,就会导致一系列的遗传疾病,包括肌肉和神经系统疾病,以及继发性代谢疾病,如糖尿病和帕金森病。

几十年来,研究线粒体呼吸的科学家们不得不在30分钟内从新鲜组织中分离出线粒体,并在同一天对它们进行呼吸测量测试,这样并排比较是不切实际的,而且容易出错。或者,样品可以冷冻和储存,以备以后测试。但由于冻融过程会破坏线粒体膜,影响呼吸,这种方法也限制了科学家的研究。在大型研究中准确评估线粒体功能的能力。因此,超过半数的线粒体疾病患者从未进行过线粒体呼吸检测。

方法

这项新技术恢复了线粒体膜在冷冻和解冻过程中受损时泄露出来的电子转移成分,从而使线粒体呼吸恢复到新鲜样本的水平。

影响

这项创新将使科学家能够在一次运行中分析线粒体功能,无论样本是从不同的偏远地点收集的,还是已经在组织生物库中存放多年的。通过加快研究,研究人员希望加快患有线粒体疾病和在其中发挥关键作用的继发性疾病的患者的诊断,包括与衰老、新陈代谢和心脏相关的疾病。这也将加快对新疗法的评估。

我们成功地将冷冻样品的耗氧量恢复到与新鲜样品相同的水平。Shirihai说。这极大地简化了测试过程。我们只需要以前所需组织的十分之一,并且可以同时进行测试,每个样本的成本降低了400倍。

作者

Shirihai,他也是医学和药理学教授;医学助理教授Linsey Stiles;此外,希里海实验室的资深科学家雷贝卡·阿辛-佩雷斯也接受了采访。它们都隶属于大卫格芬医学院。

杂志

研究结果发表在同侪评审的EMBO杂志上。

资金

国家糖尿病、消化和肾脏疾病研究所和美国糖尿病协会资助了这项研究。

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:http://newsroom.ucla.edu/releases/measuring-mitochondrial-respiration-in-frozen-tissue