洛桑联邦理工学院 信用:CC0公共领域 微小的工厂漂浮在我们的细胞内，为它们提供几乎所有所需的能量:线粒体
当我们变老时，它们的效力会降低，但当我们面临许多疾病时，如糖尿病、癌症或帕金森氏病时，它们的效力也会降低
这就是为什么科学家对他们如何工作越来越感兴趣
在EPFL，一个团队已经开发了一个协议来测量他们在活体动物中的活动
在《自然化学生物学》中描述过，这种方法依赖于萤火虫生物发光的分子
从最字面的意义上来说，这项研究揭示了线粒体是如何工作的
线粒体几乎就像细胞内的细胞
像它们的宿主一样，它们有一层膜来保护它们的遗传物质，最重要的是，过滤与外界的交换
线粒体内外电荷的差异，称为“膜电位”，允许某些分子通过，而另一些分子则无法通过
在废旧电池的两极之间，线粒体的膜电位有时会下降
对科学家来说，这是一个明白无误的线索，表明它的功能受到了损害
我们知道如何测量培养细胞上的现象
但是直到现在，你还不能在活的动物身上看到它
“细胞培养在研究与线粒体相关的疾病方面不是很有效，”EPFL大学教授、该文章的主要作者埃琳娜·古恩解释道，“癌症或糖尿病涉及不同类型细胞之间的复杂交换，因此我们需要动物模型
" 埃琳娜·古恩和她的同事已经找到了一种在活老鼠身上研究这种现象的方法
他们使用经过基因改造的动物来表达荧光素酶——一种与另一种叫做荧光素的化合物结合时会发光的酶
这就是萤火虫有时照亮我们夏日夜晚的方式
科学家已经开发出两种分子，当注射到啮齿动物体内时，会进入线粒体，并在那里激活化学反应
线粒体然后产生荧光素并向外排出
荧光素与小鼠细胞中的荧光素酶结合并发光
“在一个完全黑暗的房间里，你可以看到老鼠在发光，就像萤火虫一样，”埃琳娜·古恩说
研究人员只需测量光强度，就能清楚地了解线粒体的功能
当它们的功能不太好时，它们的膜允许较少的化合物进入
荧光素的产量减少，因此光度也降低
为了证明他们方法的潜力，研究人员进行了几项实验
例如，他们观察到年龄较大的啮齿动物产生的光明显较少
光线的下降反映了线粒体活性的下降——它们的膜电位比年轻的啮齿动物低得多
我们知道年龄会导致线粒体活性下降，但这是首次直接在活体动物中准确测量这一现象
该研究小组还测试了一种已知能使线粒体再生的化学物质:烟酰胺核糖苷
这种分子无毒，可作为膳食补充剂在市场上买到
给予这种化合物的小鼠产生更多的光，这是线粒体活性增加的标志
研究人员还能够在癌症动物模型中测量相同的现象
这对抗癌药物的研究有很大的帮助
此外，他们还成功地证明了富含线粒体的褐色脂肪组织细胞中线粒体膜电位的监测
它的刺激可以帮助治疗某些形式的肥胖
埃琳娜·古恩描述的方法主要是为那些希望更好地理解线粒体作用并需要动物模型的科学家设计的
应用领域广泛:糖尿病、肿瘤、衰老、营养、神经源性疾病
“我们的过程可以测量不同程度的线粒体活动，而不仅仅是开/关信号，”埃琳娜·古恩解释说
“它极其灵敏，比正电子扫描灵敏得多，价格合理，易于实施
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