靶向葡萄糖抑制的海马体CCK中间神经元可预防饮食诱导肥胖的认知障碍Targeting glucose-inhibited hippocampal CCK interneurons prevents cognitive impairment in diet-induced obesity: Neuron

环球医讯 / 认知障碍来源:www.cell.com美国 - 英语2025-09-15 13:49:14 - 阅读时长2分钟 - 624字
北卡罗来纳大学教堂山分校团队发现,短期高脂肪饮食会通过抑制海马体葡萄糖摄取导致CCK中间神经元过度兴奋,该现象可通过调节PKM2磷酸化或增加葡萄糖供应缓解。研究揭示了代谢应激引发认知障碍的新机制,并提出针对特定神经元的早期干预可预防肥胖相关认知衰退。该成果为阿尔茨海默症等神经退行性疾病的代谢调控提供了重要线索。
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靶向葡萄糖抑制的海马体CCK中间神经元可预防饮食诱导肥胖的认知障碍

研究发现

核心机制揭示

通过体内钙成像技术,研究人员发现短期高脂肪饮食(stHFD)会导致海马齿状回(DG)胆囊收缩素(CCK)表达的中间神经元过度兴奋。这种异常活动与DG区域葡萄糖转运蛋白GLUT1表达下降密切相关,导致神经元葡萄糖供应减少。值得注意的是,DG颗粒细胞作为葡萄糖兴奋性神经元,其活动反而在低糖环境下减弱。

分子调控机制

研究发现,葡萄糖浓度降低会引发CCK中间神经元中糖酵解酶PKM2的丝氨酸37磷酸化。磷酸化的PKM2(pPKM2)转移至细胞核后,驱动Warburg效应(类似肿瘤代谢的有氧糖酵解),改变细胞代谢模式。通过基因干预、药物或饮食调节降低PKM2活性,可有效恢复神经元功能并改善记忆表现。

有效干预策略

实验显示:

  1. 单次腹腔注射葡萄糖(2g/kg)
  2. 恢复喂养后2小时内
  3. 化学遗传学抑制CCK中间神经元

以上三种方法均可显著降低过度兴奋的神经元活动,使记忆表现恢复正常。特别值得注意的是,即使在肥胖诱导(DIO)小鼠模型中进行长期干预(10周),仍能观察到空间记忆的改善。

临床转化意义

该研究首次建立了:

  • 葡萄糖抑制性CCK中间神经元与认知障碍的直接关联
  • PKM2磷酸化作为代谢重编程的关键生物标志物
  • 靶向特定神经元代谢的干预新范式

研究团队开发的PKM2抑制剂shikonin在实验中显示出双重疗效——不仅改善记忆功能,还通过影响摄食中枢产生体重控制效应,为肥胖相关认知障碍治疗开辟了新路径。

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