中国科学技术大学刘强教授团队在《Cell Metabolism》杂志上发表的研究论文揭示了谷氨酸tRNA片段在大脑衰老和阿尔茨海默病中的关键作用。

研究发现，Glu-5'tsRNA-CTC（一种转移RNA衍生的小RNA）存在年龄依赖性积累，源自谷氨酰胺能神经元线粒体中核编码的tRNAGlu。这种异常积累会损害线粒体蛋白质翻译和嵴结构，最终加速大脑衰老和阿尔茨海默病的病理过程。

大脑衰老是一个不可避免的自然过程，会导致认知功能下降。阿尔茨海默病是一种神经退行性疾病，是老年人痴呆的最常见原因，其中认知障碍是阿尔茨海默病的一个标志特征。线粒体为细胞提供能量。研究表明，线粒体功能障碍与大脑衰老和阿尔茨海默病密切相关。

线粒体Glu-5'tsRNA-CTC会破坏mt-tRNALeu和亮氨酰-tRNA合成酶2的结合，从而损害mt-tRNALeu氨酰化和线粒体编码的蛋白质翻译。线粒体翻译缺陷会破坏嵴结构，导致依赖谷氨酰胺酶的谷氨酰胺形成受损，并降低突触谷氨酸水平。此外，减少Glu-5'tsRNA-CTC可以保护衰老的大脑免受与年龄相关的线粒体嵴、谷氨酰胺代谢、突触结构和记忆缺陷的影响。

刘强团队揭示了谷氨酸tRNA片段在大脑衰老和阿尔茨海默病中的关键作用，为延缓认知能力下降提供了新的见解。研究人员设计了针对这些tRNA片段的反义寡核苷酸，并将其注射到老年小鼠的大脑中。这种干预显著减轻了老年小鼠的学习和记忆缺陷。

除了阐明正常线粒体嵴超微结构在维持谷氨酸水平中的生理作用外，这项研究还明确了转移RNA在大脑衰老和与年龄相关的记忆力下降中的病理作用。