顶刊20s | Science「喂饱大脑,找回记忆:海马体的糖分奇迹!」

2024-09-17 06:30   江苏  

“小饼如嚼月,中有酥与饴”,绵密香甜的月饼是团圆祈愿的美好承载。月饼的甜蜜滋润味蕾,我们的大脑也独爱这份甘美——碳水化合物通过消化吸收转化为葡萄糖,进而通过血脑屏障到达大脑。葡萄糖是大脑的主要能源,尽管大脑只占体重的2%,但却消耗了约20%的葡萄糖,支持其高密度的神经活动。葡萄糖代谢包括从血液中获取葡萄糖、转化为能量,并在神经细胞内利用。若葡萄糖代谢出现异常则会影响大脑健康,可能导致认知功能下降或增加神经退行性疾病的风险。因此,研究葡萄糖和其代谢在大脑中的作用,对于理解和预防与大脑功能相关的健康问题非常关键


枢界先知

CENTRANGLE INTRODUCTION

阿尔茨海默病是一种随着年龄增长而出现的神经退行性疾病,导致大脑中的神经连接逐渐丧失。虽然研究重点一直放在错误折叠的淀粉样蛋白和Tau蛋白上,但科学家们发现,阿尔茨海默病患者的大脑葡萄糖代谢也在持续下降。葡萄糖是大脑的主要能量来源,当代谢受阻时,大脑就会缺乏足够的“燃料”,尤其是星形胶质细胞和小胶质细胞的代谢受到了影响。这种持续的代谢衰退不仅影响了大脑功能,还可能与其他病理过程相互作用,加速疾病的进展。星形胶质细胞中表达的吲哚胺-2,3-二氧合酶1(IDO1)在多种神经退行性疾病中起重要作用,研究IDO1在AD中的作用,或能为调节神经炎症和代谢功能提供新的治疗思路。



文章信息


2024年8月23日,来自斯坦福大学的神经学和神经科学教授Katrin I. Andreasson团队在《Science》(IF: 44.7)发表了题为Restoring hippocampal glucose metabolism rescues cognition across Alzheimer's disease pathologies的论文。本文揭示了吲哚胺-2,3-二氧合酶1(IDO1)在大脑葡萄糖代谢中的新作用,并提出了使用IDO1抑制剂治疗阿尔茨海默病和其他神经退行性疾病的潜力




PI视界

PI PERSPRPECTIVE

 

Katrin I. Andreasson

阻断IDO1可以恢复星形胶质细胞用乳酸滋养神经元的能力

犬尿氨酸途径在星形胶质细胞中过度活跃,而这些细胞在代谢上为神经元提供支持。当这种情况发生时,星形胶质细胞无法产生足够的乳酸作为神经元的能量来源,从而扰乱了健康的大脑代谢并损害了突触。通过阻断IDO1来阻止犬尿氨酸的生成,可以恢复星形胶质细胞用乳酸滋养神经元的能力。我们也不能忽视这样一个事实:在同时使用淀粉样蛋白和tau模型的老鼠中,我们看到了大脑可塑性的改善。这是完全不同的病理过程,而药物似乎对这两者都有效。我们希望为癌症开发的IDO1抑制剂能够重新用于阿尔茨海默病的治疗。”

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提纲掣领

CONCLUSIONS & DISCUSSION


○ 本文揭示了星形胶质细胞在阿尔茨海默病发病机制中的重要作用,特别是吲哚胺2,3-双加氧酶1(IDO1)通过犬尿氨酸(KYN)途径抑制星形胶质细胞的葡萄糖代谢,从而影响神经元的代谢支持和突触功能。

○ 研究证明激活IDO1会抑制星形胶质细胞的糖酵解和乳酸生成,进而削弱神经元的能量供应。这种抑制可以通过IDO1抑制剂逆转,不仅在体外实验中恢复了乳酸生产和神经元代谢,还在体内模型中改善了与淀粉样蛋白和tau病变相关的葡萄糖代谢紊乱、空间记忆和突触可塑性。

○ 研究的局限性在于未进一步探讨IDO1对脑部小胶质细胞的影响。尽管IDO1抑制剂在AD体外和体内模型中均展现出显著疗效,但在未来研究中还需进一步验证其对其他神经退行性病变的影响。

○ 未来或许可以通过抑制IDO1来恢复星形胶质细胞的葡萄糖代谢和乳酸生成,进而提供一种不同于目前淀粉样蛋白降低策略的潜在治疗方法



原文链接:

https://www.science.org/doi/10.1126/science.abm6131B1

编辑:吴彦池

排版:bonbon

校对:吴欣阳

审核:曹秋晨

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