2006年，美国科学家Reddy P. Hemachandra等人以类阿尔兹海默症小鼠进行研究，发现和阿尔兹海默症病人一样，在小鼠的脑中有淀粉样蛋白前体蛋白（APP）的累积，以及由β淀粉样蛋白（Aβ）堆积而形成的斑块。并发现这些Aβ在线粒体的内外部都存在。Reddy博士认为：突变的APP及Aβ破坏了线粒体的正常功能，使得Aβ的累积而促使病况恶化。这种恶性循环造成脑细胞不断受到破坏。因此，维持或保护线粒体的正常功能，可能是延缓或阻止阿尔兹海默症的治疗方法。

　　Maria Manczak, et al. Human Molecular Genetics 2006 May 1;15(9):1437-49.

2014年，比利时神经科学家Vanessa A. Morais发表在Science上的文章在Pink1基因缺陷的果蝇和小鼠中研究了Pink1、线粒体与帕金森病之间的联系。Pink1基因的缺陷使模式动物出现了帕金森病的一些症状，导致了线粒体蛋白复合体Complex I无法适当磷酸化，从而造成能量生成的减少。当确保Complex I发生正常磷酸化时，小鼠及患者干细胞中的帕金森病表型明显减轻或消失。这一研究提示了维持线粒体的正常功能及保证细胞能量的生成，对与治疗帕金森病可能具有重要意义。

　　Vanessa A. Morais, et al. Science 2014 Apr 11;344(6180):203-7

2015年，耶鲁大学Gerald I. Shulman研究团队对平均年龄为69岁的非吸烟健康老年人进行了口服葡萄糖测试并检测了他们肌肉细胞中的脂质含量，发现老年个体的血糖浓度和肌肉细胞脂质含量都显著高于年轻个体。给予胰岛素刺激后，研究人员对线粒体内两种关键代谢酶的催化速率变化进行检测，发现老年人肌肉线粒体葡萄糖代谢的能力下降，而这可能是导致衰老相关的2型糖尿病发生和葡萄糖耐受性损伤的重要原因。

　　Kitt Falk Petersen, et al. PNAS 2015 Sep 8;112(36):11330-4

近日，Zhenglong Gu研究团队通过对903名自闭症谱系障碍（ASD）儿童及其未患病的兄弟姐妹、父母进行了线粒体DNA测序分析，发现ASD儿童相比于其他家庭成员携带了更多的线粒体DNA突变，作者认为这些潜在的有害突变可能与患病儿童的低智商及其神经发育问题有关。除此之外，越来越多的研究都发现很多神经系统发育相关疾病都与线粒体DNA的突变有关，进一步说明线粒体在人类疾病发生过程中扮演的重要角色。

　　Yiqin Wang, et al. Plos Genetics 2016 Oct 28;12(10):e1006391

线粒体与衰老

衰老是一种复杂的病理生理现象，主要表现为机体功能的显著下降。大量研究表明，线粒体功能异常与人类衰老进程密切相关，线粒体也被称为“衰老的生物钟”。

2016年，Nuo Sun等在著名学术期刊Molecular Cell上发表综述，强调线粒体在细胞老化、慢性炎症以及干细胞功能维持等方面的重要作用，以及线粒体未正确折叠蛋白反应与细胞自噬之间的调控关系。文章提示，通过调节线粒体参与的信号调控通路，可能有助于延长人类的寿命。

　　Nuo Sun, et al. Molecular Cell 2016 Mar 3; 61(5):654-66

其实早在1972年，Harman已经猜测线粒体是驱动衰老生物钟的核心部件，并提出了“线粒体衰老学说”，即细胞线粒体自由基损伤的累积导致机体的衰老。1995年发表在Nucleic Acids Research的一篇文章指出，40岁以下人骨骼肌的线粒体DNA突变发生率非常低，而50岁以上线粒体DNA则发生广泛的突变。这些研究提示，衰老伴随着线粒体DNA突变的增加，尤其在脑和肌肉等高氧耗的组织中表现更为突出。卫生部北京老年医学研究所杨泽教授曾对广西巴马长寿老人线粒体基因组序列进行测定，发现线粒体DNA 4824A/G位点随年龄增加突变频率逐渐提高，且对照人群样本突变率明显高于长寿人群。此外，中国科学院昆明动物研究所的孔庆鹏研究员通过对长寿家系线粒体DNA研究发现40到70岁人群的线粒体DNA拷贝数随着衰老而降低，然而九十岁以上的健康长寿人群线粒体DNA拷贝数水平不仅没有降低反而显著高于普通老年人群，提示线粒体功能的维持可能是其保持健康、获得长寿的关键所在。

Simon Melov, et al. Nucleic Acids Res 1995 Oct 25;23(20):4122-6 (左)；He Yonghan, et al. Neurobiology of Aging 2014 Jul;35(7):1779.e1-4 (右)