科学家发现神经元功能和存活的关键调节因子

研究神经元能量代谢的科学家发现证据表明，在实验室啮齿类动物中，神经干细胞或星形胶质细胞中一种叫做AMPK的重要能量调节器的缺失会导致神经元死亡。他们还发现，神经干细胞或神经元中AMPK的丢失会导致动物自发的大脑痉挛。

发表他们的研究结果细胞的报道辛辛那提儿童癌症生物学家Biplab Dasgupta博士领导的多机构研究团队说，删除AMPK星形胶质细胞大脑细胞导致神经元中的葡萄糖和乳酸代谢严重中断。线索来自于美国明尼苏达大学(UM)首次对大脑特异性AMPK缺失小鼠进行的磁共振波谱研究。

这项合作研究，包括来自密歇根大学的Raghu Rao医学博士和Ivan Tkac博士，揭示了AMPK删除小鼠的乳酸水平降低了40%，这是在培养的星形胶质细胞中得到验证的一个关键结果。

辛辛那提儿童医院的Christina Gross博士的神经学实验室发现，AMPK删除的神经元表现出自发的癫痫发作，并且容易受到低剂量诱发癫痫发作的药物的影响，这似乎表明流行的抗糖尿病药物二甲双胍(也可以激活AMPK)可以减轻癫痫发作。癌症和血液疾病研究所的首席研究员Dasgupta说，二甲双胍目前正在实验室啮齿类动物身上进行临床前测试。

达斯古普塔说:“对于星形胶质细胞如何调节糖酵解产生乳酸，并将其供应给神经元，以支持它们的新陈代谢和正常功能，我们知之甚少。”“我们首次表明AMP激酶(AMPK)是控制大脑中星形细胞糖酵解和乳酸生成的机制的底线。我们发现，干扰这一过程对星形胶质细胞几乎没有伤害，但会损害神经元。“神经元代谢对我们生活和功能的各个方面都至关重要。问题是神经胶质细胞像星形胶质细胞是正常神经元代谢和存活所必需的，这个问题在科学界争论了几十年。

目前这项研究的研究人员开始着手解决这一争论，他们使用了一长串实验程序来提出一些新的答案。重要的是，Dasgupta实验室在小鼠大脑中获得的结果在果蝇的大脑中得到了再现，在果蝇中使用了6种不同的AMPK删除模型。

该研究的共同作者、德国Münster大学的Stefanie Schirmeier博士发现，果蝇神经胶质中的AMPK缺失会导致神经元死亡，并缩短突变果蝇的寿命。这一结果和其他结果，包括人类星形胶质细胞中这些功能的保存，使ampk控制乳酸成为可能新陈代谢提供了生命支持为神经元根据研究人员的说法。

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