近期发表于 Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) 的一项研究，为揭开亚历山大病（Alexander disease）的分子机制提供了新的线索。该病是一种由 GFAP（glial fibrillary acidic protein）基因突变引起的罕见神经系统遗传病，主要影响星形胶质细胞功能，导致神经元逐渐退化。
研究由美国 Sanford Burnham Prebys 医学研究所的 Su-Chun Zhang 团队联合国际多家机构完成。团队发现，GFAP在维持星形胶质细胞线粒体动态平衡中发挥关键调控作用，突变的GFAP会破坏线粒体的正常分裂过程，从而干扰细胞能量供应。
GFAP与线粒体的位置关系提供新线索
线粒体通过融合（fusion）与分裂（fission）来调节能量产生，以适应细胞的代谢需求。此前已有研究暗示GFAP可能参与线粒体功能，但具体机制尚不清楚。
在本研究中，科研团队首先观察了GFAP在细胞中的分布。结果显示，GFAP纤维几乎包绕每一个线粒体，呈现高度相关的空间结构。
随后研究者利用基因编辑技术敲除星形胶质细胞中的GFAP基因。结果表明，缺失GFAP后，线粒体数量显著减少，并出现异常融合的长链状结构，几乎像“整合成一个线粒体”。该现象提示GFAP可能参与线粒体分裂调控。
GFAP促进线粒体分裂，而非抑制融合
进一步实验显示，GFAP通过促进分裂而非阻断融合来调节线粒体形态。研究团队发现，GFAP纤维可作为 Drp1（dynamin-related protein 1）附着的“锚点”，而Drp1是已知的线粒体分裂关键蛋白。
在GFAP与线粒体接触的位置，会同时发生Drp1聚集与线粒体分裂。研究者描述这一过程类似“用绳子标记香肠需要切割的位置，再用金属线收紧完成切割”：
GFAP纤维包绕线粒体 → 形成收缩部位 → Drp1聚集并完成最终分裂。
GFAP突变导致线粒体过度分裂，或是疾病的重要原因
在亚历山大病中，GFAP突变会导致细胞产生过量GFAP纤维。研究团队证实，这一变化使线粒体出现过度分裂，破坏星形胶质细胞的能量供应与功能平衡，可能是疾病发病的重要机制之一。
正如 Zhang 所述：“我们证明了GFAP不仅仅是星形胶质细胞的标志物，它在细胞能量调控中发挥积极作用。”
或为多种脑疾病研究提供新方向
除亚历山大病外，GFAP在多种神经系统疾病中均会上调，包括创伤、感染、退行性疾病和精神疾病。研究团队认为，GFAP及其调控的线粒体分裂机制可能在更广泛的疾病背景中发挥作用。
Zhang 表示，未来研究将继续探索GFAP在不同脑疾病中的功能，并评估其是否可作为潜在生物标志物或治疗靶点。
参考文献：Ding Xiong et al, The intermediate filament protein GFAP regulates mitochondrial fission in astrocytes, Proceedings of the National Academy of Sciences (2025). DOI: 10.1073/pnas.2524111122
编辑：周敏
排版：李丽
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