使用808纳米激光进行光生物调节，可修复阿尔茨海默病模型中Aβ蛋白暴露的初级神经元中的线粒体完整性，并使ROS（活性氧）、ATP（三磷酸腺苷）和膜去极化恢复正常

《International Journal of Molecular Sciences》：Photobiomodulation with 808 nm Laser Light Repairs Mitochondrial Integrity and Normalizes ROS, ATP, and Membrane Depolarization in Aβ-Exposed Primary Neurons in Alzheimer’s Disease Model

　　

摘要

阿尔茨海默病（AD）越来越被认为是一种涉及严重线粒体功能障碍的疾病。尽管光生物调节（PBM）在实验性AD模型中显示出神经保护作用，但是否需要恢复线粒体结构来发挥这些作用尚不清楚。在这里，我们研究了线粒体网络重塑在PBM介导的神经保护中的作用，研究对象是暴露于β-淀粉样蛋白（Aβ）的小鼠海马神经元。神经元被寡聚体Aβ_1–42处理24小时后，再接受808纳米波长的PBM照射（100 mW/cm², 30 J/cm²）。我们使用三维共聚焦显微镜和计算网络分析来量化线粒体的形态变化。Aβ的暴露导致线粒体严重碎裂和肿胀，表现为线粒体数量和球形度增加，同时线粒体体积、表面积、分支长度和网络连接性降低。这些结构变化伴随着活性氧生成增加、三磷酸腺苷（ATP）耗竭、膜去极化以及神经元存活率下降。PBM显著逆转了这些异常，恢复了线粒体网络的完整性，并部分恢复了细胞的生物能量和氧化还原平衡。为了确定线粒体动态是否对PBM的效果有贡献，在另一个实验中，神经元预先接受了与动力蛋白相关的蛋白-1（DRP-1）和线粒体分裂抑制剂-1（Mdivi-1）的处理。结果发现，Aβ + PBM + Mdivi-1组和Aβ + Mdivi-1组的生理和形态特征几乎没有差异，这表明PBM无法恢复部分受阻的线粒体分裂-融合机制中的线粒体连接性、细胞生物能量或神经元存活率。这些发现表明线粒体动态对于PBM介导的神经保护至关重要，并揭示了恢复线粒体网络完整性是将PBM与改善神经元生物能量、氧化还原平衡和AD患者生存率联系起来的关键机制。