Nat Metabolism:研究揭示大腦如何為神經元交流提供能量

2020-11-26 生物谷

2020年10月7日訊/生物谷BIOON/---我們的思想，感覺和運動受到數十億個神經元的控制，這些神經元在數萬億個稱為突觸的節點上相互交談。在對實驗室培養皿中生長的神經元的深入研究中，美國國立衛生研究院的研究人員揭示了突觸之間信號相互交流的能量來源。他們的研究結果發表在《Nature Metabolism》雜誌上，研究表明，表明一系列化學反應控制著一個反饋迴路，該迴路感應更多能量的需求，並通過向突觸募集線粒體細胞動力裝置來補充能量。實驗是由美國國立衛生研究院國家神經疾病與中風研究所（NINDS）的Zu-Hang Sheng博士領導的實驗室中的研究人員進行的。

(圖片來源：Www.pixabay.com)

該團隊研究了使用神經遞質穀氨酸進行交流的突觸結構。當穀氨酸從突觸前釋放時，會發生信號通訊。此前，該研究小組表明，突觸通訊是一個耗能的過程，線粒體沿著軸突行進可以控制其發送的信號。與缺少線粒體的神經元相比，具有線粒體的神經元發出的信號更強，更一致。差異來源於線粒體能夠以ATP形式提供的更多的能量。

在這項研究中，研究小組調查了當突觸在強烈的信號傳遞過程中會發生什麼。他們發現這種信號迅速降低了突觸中的能量水平。這些變化觸發了一系列化學反應，這些化學反應由稱為AMP激活的蛋白激酶（AMPK）的能量傳感器控制，最終導致線粒體迅速募集。遺傳阻斷或化學幹擾該反饋迴路阻止了線粒體傳遞，並降低了能量水平。反過來，與對照相比，信號出現時突觸反應強度明顯下降，以及信號結束後恢復速率下降。研究人員得出結論，這種反饋迴路通常在提供維持整個健康神經系統突觸通訊所需能量方面起著至關重要的作用。（生物谷 Bioon.com）

資訊出處：Scientists reveal how the brain may fuel intense neural communication原始出處：

Li, S. et al.

The crosstalk of energy sensing and mitochondrial anchoring sustains synaptic efficacy by maintaining presynaptic metabolism;

October 5, 2020,

Nature Metabolism;

DOI: 10.1038/s42255-020-00289-0

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