不少人会出现记性变差、注意力跟不上的情况,很多研究只盯着神经元找原因,却忽略了大脑里负责供能的星形胶质细胞。

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基于此,2026年6月17日,纽约州立大学Mikhail V. Pletnikov研究团队在Science Advances杂志发表了“NPAS3-regulated astrocyte mitochondrial bioenergetics is required for cognition”揭示了受NPAS3调控的星形胶质细胞线粒体生物能量学是认知功能所必需的。

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研究发现NPAS3是调控星形胶质细胞线粒体能量代谢的核心蛋白。敲除该基因后,胶质细胞转运谷氨酸、产能、分泌乳酸的能力下降,继而抑制前额叶神经元活性、突触连接。小鼠出现记忆缺陷,补充乳酸可恢复认知。本研究理清胶质细胞能量代谢调控认知的通路,为精神类疾病认知损伤提供胶质靶向治疗新思路。

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图一 NPAS3缺陷扰乱脑细胞能量代谢基因表达

作者首先对比正常和Npas3基因缺陷小鼠的脑部基因,缺陷鼠很多能量代谢基因表达紊乱,线粒体供能相关通路活性变低。

筛选出受NPAS3调控、只在星形胶质细胞线粒体工作的谷氨酸转运蛋白2,它负责输送谷氨酸给线粒体供能,是本次研究的关键靶点。

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图二 乳酸可修复Npas3缺失引发的记忆缺陷

敲除星形胶质细胞 Npas3 的小鼠,日常活动、焦虑、简单记忆都没异常,但复杂间隔恐惧记忆明显变差。

给小鼠注射L -乳酸能修复记忆缺陷,无效用的D-乳酸则没有改善效果,且不会影响正常小鼠神经与行为。

证明补充乳酸可逆转该基因缺失造成的认知损伤。

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图三 乳酸修复记忆损伤

作者接下来用病毒局部下调前额叶星形胶质细胞的Npas3,小鼠普通恐惧反应正常,但间隔线索记忆依旧变差,和全细胞敲除实验结论一致。

提前注射 L-乳酸能挽回记忆缺陷,D-乳酸无效果;乳酸还能提升周边神经元兴奋程度,进一步证实乳酸可改善胶质Npas3不足带来的神经功能异常。

总结

本研究阐明星形胶质细胞 NPAS3-GC2 能量代谢通路调控认知的分子机制,证实乳酸可逆转相关认知损伤,为精神疾病认知障碍提供胶质靶向新思路。

文章来源:

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adt2527

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