布法罗大学雅各布斯医学院和生物医学科学学院的研究人员发现了一个特定基因与健康大脑功能之间的联系。该研究的高级作者、生理学和生物物理学系教授兼系主任Mikhail V. Pletnikov博士和第一主要作者、该部门研究科学家Kateryna (Kate) Murlanova博士解释说："希望这一发现最终能拓展对精神分裂症、双相情感障碍和自闭症等精神神经疾病的治疗。"
他们发现，在星形胶质细胞（帮助大脑化学过程的细胞）中表达的NPAS3基因调控支持思维和记忆所需的能量生产。NPAS3是一种转录因子，这意味着它指导某些基因如何工作并影响细胞功能。他们的研究成果发表在《科学进展》杂志上。
Pletnikov说："先前的研究已将NPAS3与认知问题相关的疾病（如精神分裂症）联系起来，但科学家们并不确切知道它可能如何参与其中。"
当Pletnikov、Murlanova及其合作者从小鼠的星形胶质细胞中移除NPAS3后，星形胶质细胞产生的能量减少。结果，小鼠在学习和记忆测试中的表现不佳。
研究人员表示，虽然星形胶质细胞长期以来被认为是被动的支持细胞，但现在它们被认为在大脑代谢和整体功能中发挥着关键作用。
Murlanova解释说："这项研究证明了NPAS3依赖性星形胶质细胞线粒体生物能量学与认知功能之间的机制联系。"她补充说，他们的发现为精神神经疾病中认知功能障碍提供了更精确的靶向治疗思路，而这一领域传统上一直具有挑战性。
当研究人员给小鼠补充乳酸（细胞能量代谢的产物）时，记忆问题基本得到纠正，小鼠在学习和记忆测试中的表现有所改善。Pletnikov说："许多人认为乳酸与运动有关，但大脑也使用乳酸。"
Pletnikov在约翰霍普金斯大学任教时就开始研究NPAS3基因，距今已有10多年。他的合作者发现了一个家族中的基因突变，该家族成员患有严重的神经和精神疾病。他们怀疑NPAS3不足是一个因素。
这一基因发现促使Pletnikov将研究重点转向研究神经胶质细胞——神经系统中非神经元支持细胞——在精神疾病中的作用，特别关注代谢变化和线粒体。
Pletnikov指出，虽然为精神疾病确定的许多基因最初只在神经元中研究，但像星形胶质细胞这样的胶质细胞约占大脑细胞的50%，对于理解这些疾病也非常重要。
Murlanova曾在约翰霍普金斯大学Pletnikov的指导下作为实习生工作，后来加入他在布法罗大学的实验室。她专注于与大脑和行为发育相关的基因变异。她说："我很高兴能成为这项开创性研究的领导者。"
Pletnikov表示，下一步工作包括追踪代谢途径，并可能证明当线粒体功能不佳时，乳酸可以作为线粒体的能量底物。
出版详情：
Kateryna Murlanova等人，《NPAS3调控的星形胶质细胞线粒体生物能量学对认知功能至关重要》，《科学进展》(2026)。DOI: 10.1126/sciadv.adt2527
关键医学概念：星形胶质细胞、线粒体、乳酸
临床类别：神经学、精神病学、临床遗传学
提供者：布法罗大学
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