科学家发现神经元功能和存活的关键调节器

辛辛那提-研究神经元能量代谢的科学家发现，神经干细胞或星形胶质细胞的神经胶质细胞中一种重要的能量调节剂AMPK的丢失会导致实验室啮齿类动物神经元死亡。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性脑癫痫发作。

由辛辛那提儿童癌症生物学家Biplab Dasgupta博士领导的多机构研究小组在细胞报告中发表了他们的发现，他说从星形胶质细胞脑细胞中删除AMPK会导致神经元中葡萄糖和乳酸代谢的严重破坏。该线索来自明尼苏达大学(UM)进行的针对大脑特定AMPK缺失小鼠的首次磁共振波谱研究。

这项合作研究包括UM的Raghu Rao和UM的Ivan Tkac博士，揭示了AMPK缺失的小鼠的乳酸水平降低了约40%，这一关键结果已在培养的星形胶质细胞中得到证实。

来自辛辛那提儿童医院的克里斯蒂娜·格罗斯(Christina Gross)的神经病学实验室发现，AMPK缺失的神经元表现出自发性癫痫发作，并且易受小剂量癫痫发作诱导剂的影响，似乎表明流行的抗糖尿病药物二甲双胍(也可激活AMPK)可能减轻癫痫发作。癌症和血液病研究所的首席研究员达斯古普塔(Dasgupta)说，目前正在实验室啮齿动物中对二甲双胍进行临床前测试。

达斯古普塔说：“关于星形胶质细胞如何调节糖酵解产生乳酸盐并将其提供给神经元以支持其代谢和正常功能的了解还很少。”“我们首次证明了AMP激酶(AMPK)是控制大脑中星形细胞糖酵解和乳酸产生的机制的底线。而且我们证明了干扰这一过程对星形胶质细胞的损害很小，但却损害了神经元。”神经元新陈代谢对于我们生活和功能的各个方面至关重要。数十年来，胶质细胞(如星形胶质细胞)是否对于正常的神经元代谢和生存是必需的，这一问题一直在科学领域中争论不休。

当前研究的研究人员着手在解决这场辩论方面取得进展，他们使用了一长串实验程序来提出一些新答案。重要的是，在Dasgupta实验室的小鼠大脑中获得的结果在果蝇果蝇的大脑中得到了概括，在那里使用了六种不同的AMPK缺失模型。

该研究的合著者，德国明斯特大学的Stefanie Schirmeier博士发现，果蝇胶质细胞中AMPK的缺失会导致神经元死亡并缩短突变果蝇的寿命。研究人员说，这一结果和其他结果，包括在人类星形胶质细胞中保留这些功能，使得AMPK控制的乳酸代谢有可能为人的神经元提供生命支持。

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