科学家首次使用阿尔茨海默氏病小鼠模型记录了线粒体中钙水平升高与活脑神经元死亡之间的联系。这种关系以前在细胞培养中已有记载，但是在活着的小鼠中看到这种现象后，这种现象更有可能在人体内发生，并且可能指向阿尔茨海默氏病的新靶标。

该论文的主要作者玛丽亚·卡尔沃·罗德里格斯(Maria Calvo-Rodriguez)博士说：“通过尖端的实时成像技术，我们能够在患有阿尔茨海默氏样症状的活体小鼠的神经元中显示线粒体钙异常。”高级作者是Brian J. Bacskai，博士。他们俩都来自马萨诸塞州总医院神经内科。

他们的合作者包括来自哈佛大学公共卫生学院和西班牙加的斯生物医学研究所(INIBICA)的医学院的研究人员。这项研究最近发表在《自然通讯》上。

阿尔茨海默氏病的标志性特征之一是淀粉样β(Aβ)斑块的沉积和神经元的丢失。长期以来，人们一直认为Aβ的积累是该疾病的诱因，但是神经元在阿尔茨海默氏病中死亡的确切方式仍然是个谜，而Aβ理论已经引起争议，因为许多针对Aβ的候选药物在临床试验中均失败了。

Aβ斑块的作用之一是它们在脑细胞中引起高钙离子(Ca2+)水平。也有证据表明，至少在细胞培养中，暴露于Aβ可以提高线粒体内Ca2+的水平并导致神经元死亡。线粒体通过将线粒体中的Ca2+吸收的“线粒体钙单向转运体”影响神经元内的Ca2+信号传导。由于缺乏足够灵敏的技术来直接评估活脑线粒体中Ca2+的水平，因此在活体小鼠中对该机制的研究受到了阻碍。

为了探讨Ca2+，线粒体与神经元死亡之间的关系，Calvo-Rodriguez和她的同事们将多光子显微镜与针对线粒体的比例式Ca2+指示剂相结合，以评估Ca2+的水平。他们应用这些技术来检查阿尔茨海默氏病转基因小鼠模型的神经元，该模型会产生与人类患者相似的淀粉样斑块。

他们的研究表明，在该模型中，线粒体Ca2+水平升高与斑块沉积和神经元死亡有关，这表明线粒体中异常的Ca2+水平可能在阿尔茨海默氏病的神经元细胞死亡中起作用。

此外，他们观察到，当将可溶性Aβ应用于健康小鼠大脑时，线粒体中的Ca2+浓度会增加。该过程可通过用药物阻断线粒体钙单向转运蛋白来预防。可溶性Aβ是一种类似于人类阿尔茨海默氏病大脑中的Aβ。

Calvo-Rodriguez说：“线粒体中的高钙水平会引起氧化应激，并通过细胞凋亡导致神经元死亡。”“我们建议通过阻断神经元线粒体钙单向转运蛋白，我们可以预防细胞死亡并影响疾病的进展。”他们的工作表明，靶向钙进入线粒体可能是阿尔茨海默氏病中一种有希望的新治疗方法。