首都医科大学童志前揭示甲醛或是引起航员运动障碍主要原因

在持续的太空飞行过程中，或返回地球后，宇航员经常遭受步态不稳和小脑共济失调的困扰。磁共振成像（MRI）结果显示，长时间太空飞行后的宇航员的小脑结构发生了改变。
此外，失重引起的肌肉萎缩和骨质疏松症也被认为是引起宇航员运动障碍的主要原因。利用后肢去负荷的动物模型（模拟太空微重力状态）在后肢肌肉萎缩得到恢复的情况下仍然不能改善运动障碍。
最近的研究发现在乙醇脱氢酶-5（ADH5）和乙醛脱氢酶-2（ALDH2）（两种清除甲醛的酶）双重敲除小鼠中，积累的甲醛会导致肌肉萎缩和骨质疏松。
作为经典的运动协调器，顶核是小脑中系统发育最为古老的核团，其功能紊乱会引起共济失调等运动障碍。但是没想到，万恶的甲醛居然会引起小脑神经元死亡，引起急性共济失调。

文章图片
2021年8月19日首都医科大学童志前研究团队发现在经历2周的后肢去负荷后小鼠的腓肠肌和小脑顶核中的甲醛异常积累引起运动功能障碍。
太空失重模拟环境下小脑甲醛浓度增加
研究人员利用小动物实时成像系统和高效液相色谱技术发现在后肢去负荷后小鼠小脑和腓肠肌的甲醛浓度明显增加。此外小鼠表现出明显的运动障碍。
新型白辅酶Q10纳米脂质体制剂Nano-Q10或通过630nm红光照明等多种外源性方式降低小鼠大脑中聚集的甲醛浓度后能够明显改善运动功能。

文章图片
后肢去负荷后小鼠小脑中的SSAO表达升高
分布在平滑肌、血管壁和血液中的甲醛生成酶SSAO（氨基脲敏感胺氧化酶）对压力敏感并产生甲醛。研究人员发现后肢去负荷后小鼠小脑中的SSAO表达升高，而甲醛脱氢酶FDH表达降低。这就表明甲醛的代谢途径出现紊乱：生成增加、降解减少。

文章图片
敲除FDH后小脑甲醛浓度升高，引起运动障碍
机体可通过肌氨酸(SA)降解，甲胺脱甲基、甲醇(MeOH)等多个代谢途径自发产生甲醛，小脑的颗粒细胞可将这些甲醛进行代谢。通过CRISPR/Cas9编辑技术敲除甲醛脱氢酶FDH后，小鼠小脑甲醛浓度大约升高2倍，并存在维持平衡/运动协调能力的缺陷。

文章图片
后肢腓肠肌注射甲醛也会引起肌肉萎缩和步态异常
连续14天向野生型小鼠后肢腓肠肌注射甲醛也会引起肌肉萎缩和步态异常。在直接向小脑区域连续注射7天的甲醛后引起神经元死亡、急性小脑性共济失调，包括难以维持正常的直立姿势、平衡，步态不稳、蹒跚等症状。这些结果更进一步证实小脑或腓肠肌甲醛的异常聚集引起运动障碍。
总的来说，本文发现敲除甲醛脱氢酶后引起肌肉和小脑中的甲醛积累，同时引起步态不稳等运动功能障碍。

文章图片
【参考文献】
【首都医科大学童志前揭示甲醛或是引起航员运动障碍主要原因】文中图片来自参考文献

文章图片