格拉德斯通研究所的研究人员开发出一种药物，能够复制低氧环境对细胞的影响，从而为遗传性线粒体疾病提供新的治疗策略。对大多数人而言，生活在高海拔低氧环境中可降低心脏病风险并提升耐力，但对于遗传性线粒体疾病患者，低氧环境可能具有潜在的治疗效果，延长寿命并缓解症状。

研究人员开发的药物名为HypoxyStat，它通过模拟低氧暴露的效果，显著延长了患有Leigh综合征（最常见的儿童线粒体疾病）小鼠的寿命，甚至在疾病晚期使用时，也能将寿命延长三倍以上，并逆转脑损伤和肌肉无力。这项研究发表在《Cell》杂志上，资深作者Isha Jain博士指出：“让患者搬到高海拔地区并不现实，但HypoxyStat可以作为一种可控且安全的替代方案，为患者带来类似的益处。”

HypoxyStat的开发是格拉德斯通研究所与南旧金山的Maze Therapeutics合作的结果。目前，研究团队正在探索第二代HypoxyStat，以推动其临床转化。

Leigh综合征是一种罕见的遗传性疾病，其病因是线粒体（细胞中利用氧气产生能量的细胞器）功能异常，导致组织中氧气堆积。这些过量的氧气会迅速破坏细胞。2016年，Jain博士所在的研究团队发现，呼吸相当于海拔4500米（约14764英尺）的低氧空气可以治疗小鼠的Leigh综合征。这种疗法通过减少吸入并输送到器官的氧气量，减轻了有缺陷线粒体的负担，避免了过量氧气的积累。

“对于Leigh综合征及相关疾病，问题不仅在于能量代谢，还在于氧气的积累，”Jain博士解释说，“这是一种供需失衡。如果能减少氧气供应，就能解决这一问题。”她的实验室开始寻找一种无需低氧环境即可实现类似降氧效果的方法，并将研究重点放在血红蛋白上——这种分子负责在血液中携带氧气并将其输送到组织。

这项研究的第一作者、格拉德斯通研究所的研究助理斯Skyler Blume表示：“如果能有效调控血红蛋白与氧气的结合，就能改变其向组织输送氧气的方式。虽然听起来有些反直觉，但我们希望找到一种能让血红蛋白与氧气结合得更紧密的药物，从而减少组织中的氧气供应。”

通过与Maze Therapeutics合作，Jain博士和布鲁姆在已发表的科学文献中筛选出一种符合要求的化合物，即HypoxyStat。这种药物通过增加血红蛋白对氧气的亲和力，减少输送到组织的氧气量。研究团队在Leigh综合征小鼠模型中测试了HypoxyStat的效果，结果表明，这种药物不仅能阻止疾病进展，还能逆转已经出现的症状，包括脑损伤、肌肉无力和行为障碍。即使在小鼠出现主要症状后才开始用药，HypoxyStat也能显著延长其寿命并改善症状。

研究人员指出，HypoxyStat未来可能不仅适用于Leigh综合征，还可能扩展到其他线粒体疾病，以及那些低氧已被证明有益的心血管和神经系统疾病。此外，他们还计划开发能够增加组织氧气供应的药物，以满足不同的治疗需求。

Jain博士表示：“将基于气体的疗法转化为药物是一种独特且新颖的概念，我们对这一有前途的策略充满期待。”

这项研究得到了美国国立卫生研究院（DP5OD026398）、Klingenstein-Simons神经科学奖、国会指导的医学研究项目（PR230499-HT94252410163）、Dave Wentz的捐赠以及Maze Therapeutics赞助的研究协议的支持。