韩国脑研究院阐明星形胶质细胞“NPAS3”蛋白作用
乳酸供应中断则认知下降……重新补充后功能恢复
韩国研究团队阐明了作为脑内辅助细胞的“星形胶质细胞”向神经细胞供应作为能量来源的乳酸、从而维持认知功能的原理。研究还证实，向认知功能下降的小鼠重新补充乳酸后，其记忆力和学习能力得以恢复。该发现有望为伴随认知障碍的神经精神疾病，如孤独症和精神分裂症，提供开发新治疗策略的线索。
韩国脑研究院表示，Kim Juhyeon博士研究团队通过与美国布法罗大学、约翰斯·霍普金斯医学院开展国际联合研究，查明了在星形胶质细胞中表达的NPAS3蛋白是维持大脑正常认知功能的关键调节因子。相关成果已发表于国际学术期刊《科学进展》最新一期。
NPAS3导致的星形胶质细胞代谢异常及神经细胞功能下降机制。NPAS3蛋白调节作为神经细胞燃料的乳酸供应以维持认知功能，而当NPAS3减少时，乳酸供应随之下降，导致认知与学习障碍。研究团队供图
View original image此前，NPAS3基因变异一直被认为与孤独症、精神分裂症等多种神经精神疾病中出现的认知功能下降有关，但其究竟在哪类细胞中、以何种方式发挥作用，始终未被揭示。
研究团队注意到，NPAS3在星形胶质细胞中表达活跃。星形胶质细胞是一类直接保护神经细胞并为其提供能量的辅助细胞。
研究结果显示，NPAS3在调控星形胶质细胞线粒体能量代谢方面发挥着关键开关作用。研究人员去除小鼠星形胶质细胞中的NPAS3后，能量代谢随之崩溃，导致作为神经细胞主要燃料的乳酸生成大幅减少。
星形胶质细胞充当神经细胞“燃料补给站”
随着乳酸供应减少，前额叶神经细胞的电活动和兴奋性信号传递下降，对神经网络连接至关重要的树突棘密度也随之降低。最终，小鼠认知功能出现下降；而在研究人员重新补充乳酸后，受损的认知功能得到显著恢复。
Katerina Murlanova美国布法罗大学研究员（第一作者）、Kim Juhyeon韩国脑研究院博士（通讯作者）、Mikhail Pletnikov美国布法罗大学教授（共同通讯作者）。韩国脑研究院供图
View original image此次研究的重要意义在于，从分子层面阐明了星形胶质细胞与神经细胞通过能量代谢紧密相连，同时证实NPAS3是调控这一过程的关键分子。
Kim Juhyeon韩国脑研究院博士表示：“这项研究揭示了NPAS3异常如何经由特定路径，引发细胞器、神经回路以及行为层面的异常。今后，这一成果有望为理解孤独症、精神分裂症等神经精神疾病的病理机制，以及开发新的治疗策略，提供重要线索。”
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