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功能产生消极影响 [3] 。海马作为承载人类认知功能的重要脑 胞淋巴瘤 2(B cell lymphoma 2,Bcl-2)不仅可以直接阻止
区,在记忆方面尤为重要。线粒体对脑缺血、缺氧极为敏感, Bcl-2 蛋白相关 X 蛋白(Bcl-2 associated X protein,Bax)促
其功能异常可造成脑能量供应不足,导致脑神经元凋亡与坏 进 MPTP 持续开放的作用,还可以与 Bax 竞争性结合 MPTP,
死。因此,线粒体功能异常是 VaD 发病的重要病理特征,也 发挥抗凋亡作用。天然抗氧化剂 α- 硫辛酸和针刺干预可通
是加重脑血管损伤和认知功能障碍的首要环节。研究表明, 过降低活性氧(reactive oxygen species,ROS)产生,上调超
线粒体是缺血性疾病的治疗靶点之一,而通过线粒体功能调 氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)水平,缓解线粒
节能量代谢改善 VaD 认知功能的关注度尚且不足 [4] 。本文将 体膜电位下降,保护线粒体功能,减轻大脑能量供应不足和
从不同角度深入分析海马线粒体功能异常与 VaD 认知功能障 细胞凋亡造成的认知功能障碍 [12] 。
碍的内在机制,以期为 VaD 认知功能的防治提供新思路,进 2 线粒体自噬异常
而提升患者生存质量。 研究发现,PINK1 蛋白与 Parkin 蛋白协同调控线粒体自
本文采用主题词及其自由词相结合的方式确定检索策 噬,在线粒体自噬过程中起到“感受器”与“适配器”的关
略,以中文关键词“线粒体”“血管性痴呆”“认知”“海 键作用 [13] 。PINK1 蛋白是主要位于线粒体外膜上的一种蛋白
马”检索中国知网、万方数据知识服务平台、中国生物医学 激酶,当神经元因缺血、缺氧受损时,线粒体膜电位下降,
文献服务系统;以英文关键词“Mitochondria”“vascular de 使 PINK1 蛋白不能跨膜运输到线粒体内而大量聚集在线粒体
mentia”“cognition”“hippocampus” 检 索 PubMed、Web of 外膜,PINK1 蛋白召集并活化细胞质中 E3 泛素化酶 Parkin 与
Science。检索时间为建库至 2021 年 12 月,语种限定为中文 MAP1LC3(LC3)结合,形成自噬小体,清除受损细胞,起到
和英文。检索目标限定为符合海马线粒体功能与血管性痴呆 保护细胞的作用 [14] 。UZDENSKY 等 [15] 研究发现,在大鼠脑
的临床及综述文献。 梗死模型建立 4 h 后即可观察到缺血半暗带 PINK1、Parkin 蛋
1 线粒体膜异常 白表达上调,提示其在脑缺血时可起到调节作用。在大脑中
线粒体渗透性转换孔(mitochondrial permeablity transition 动脉闭塞导致认知功能障碍的病理过程中显示,海马区神经
pore,MPTP)是目前发现治疗线粒体功能障碍的新靶点。研 元线粒体外膜中 PINK1 蛋白大量积累,Parkin/p62 线粒体易位
究发现,当细胞处于应激或损伤时,在内膜与外膜之间会形 显著增加,线粒体自噬被激活 [16] 。当腹腔注射三甲基腺嘌呤,
成 1.0~1.3 nm 的非选择性通道即为 MPTP。MPTP 对在细胞 抑制脑损伤模型鼠脑皮质 PINK1/Parkin 信号时,脑内线粒体
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内信号转导系统具有重要作用的 Ca 浓度变化极为敏感。当 自噬活性降低,认知功能损伤减轻 [17] 。此外,Beclin-1 可介
细胞内钙超载时,通过诱导线粒体膜蛋白构象可形成并开启 导自噬蛋白定位于吞噬泡,调节自噬体的形成与成熟,是一
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MPTP 对钙超载进行调节。细胞内 Ca 失调也与 VaD 的形成 种在自噬体形成中起核心作用的因子 [18] 。在重度或长期脑缺
密切相关。当脑组织缺血、缺氧时,脑组织中三磷酸腺苷(ATP) 血、缺氧时,大量 ROS 和自由基的释放引起氧化应激,通过
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酶活性下降,Na -K -ATP 酶和 Ca -ATP 酶活性降低,使细 上调 Beclin-1 表达诱导细胞启动自噬机制清除受损线粒体以
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胞内 Na 、Ca 浓度增加,造成钙超载,使脑神经元不同程度 保护细胞 [19] 。但有研究发现,通过注射抑制剂西地那非显著
地受损或丢失,引起认知功能障碍,形成 VaD [5] 。适度开放 降低大鼠 Beclin1 表达,可改善多微梗死慢性低灌注血管性认
MPTP 可促进线粒体清除有害分子物质,持久开放则会导致不 知功能障碍大鼠的认知功能,反之可提高线粒体自噬活性,
可逆恢复,如造成线粒体基质肿胀、内膜去极化、ATP 水解等, 加重大鼠认知功能障碍 [20] 。因此,线粒体自噬在缺血性脑损
导致细胞坏死或凋亡 [6] 。 伤疾病中起到“双刃剑”的作用,对于激活或抑制线粒体自
此外,线粒体膜电位(mitochondrial membrane potential, 噬治疗缺血性疾病的机制仍需进一步研究。
MMP)是产生 ATP 的驱动因素。ZOROVA 等 [7] 研究发现, 关于通过调节线粒体自噬以改善 VaD 认知功能的研究表
细胞内 ATP 和 MMP 保持稳定水平,这种稳定水平被认为是 明,雷帕霉素(rapamycin,RAPA)可通过磷脂酰肌醇3-激酶/蛋
细胞发挥正常功能的必要条件。MMP 异常是损伤 VaD 认知功 白激酶 B/ 哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(PI3K/AKT/mTOR)途径
能的重要机制之一。MMP 的形成和维持受 ATP 含量的影响, 抑制神经元凋亡和上调线粒体自噬相关蛋白增加自噬体数量,
当脑组织缺血、缺氧时,ATP 需求间接依赖于细胞线粒体内 缓解神经元损伤和线粒体功能障碍 [21] 。中药当归、川芎中有
膜质子渗漏,导致线粒体膜电位不可逆地下降,使 ATP 生产 效成分阿魏酸(ferulic acid,FA)可通过诱导线粒体自噬,保
效率降低 [8] 。缺氧时线粒体还将受到氧化损伤并启动细胞凋 护因糖氧剥夺(oxygen-glucose deprivation,OGD)引起的脑
亡程序,分泌凋亡蛋白和凋亡诱发因子,引起一系列级联反 微血管内皮细胞损伤,减轻 VaD [22] 。此外,成熟的番茄、胡
应导致细胞凋亡 [9] 。因此,选择性调节 MMP 是治疗 MMP 相 萝卜、西瓜、番木瓜等果实中含有的番茄红素可通过清除过
关疾病的有效方法。 氧化自由基,降低细胞 ROS 水平,缓解线粒体膜电位,降低
针对线粒体膜治疗方面,国内外学者做了很多研究。目前, MPTP 过度开放引发线粒体自噬与凋亡,预防 VaD [23] 。
已知具有抗氧化和抗炎活性的天然产物对 MPTP 的形成有益。 3 线粒体氧自由基稳态异常
蛋白亲环素 D(Cyclophilin D,CypD)是唯一被遗传学证实的 脑组织可消耗供应机体总氧量的 20%。与其他器官相比,
MPTP 开放的正调节因子,通过 CypD 抑制剂可预防因 MPTP 由于脑组织具备高耗氧量和较低水平的内源性抗氧化清除酶,
过度开放导致的细胞凋亡 [10] 。CHEN 等 [11] 研究发现,B 细 使得脑组织中枢神经系统更加容易受到氧化应激的影响。在