摘要: 科学家已证实,神经元不仅依靠糖分获取能量——它们还能燃烧脂肪。当能量需求激增时,神经元甚至会通过回收自身部分来制造自己的脂肪,这一过程依赖于一种名为DDHD2的关键蛋白质。
在遗传性痉挛性截瘫54型(HSP54)中,DDHD2功能失常,切断了这一能量来源并损害神经元功能。值得注意的是,研究人员发现,在短短48小时内,为神经元提供特殊脂肪酸即可恢复其能量生产和活性,为治疗神经退行性疾病带来了新的希望。
关键事实:
- 脂肪供能的神经元: 神经元能够产生并燃烧自身的脂肪来获取能量,颠覆了数十年的神经科学教条。
- DDHD2蛋白质: 对神经元脂质代谢至关重要;其功能障碍会导致HSP54患者的严重运动和认知能力下降。
- 治疗突破: 脂肪酸补充剂恢复了受损神经元的功能,指向了一种潜在的治疗途径。
来源: 赫尔辛基大学
昆士兰大学(澳大利亚)和赫尔辛基大学(芬兰)的科学家发现,与长期以来的观念相反,神经元不仅依靠糖分获取能量——它们也能燃烧脂肪。
更为引人入胜的是,当能量需求很高时,神经元通过回收自身的细胞部分来制造自己的脂肪。一种名为DDHD2的关键蛋白质使这一过程成为可能。
"我们已经证明,健康的神经元依靠脂肪作为燃料,当HSP54等疾病中这一通路失效时,有可能修复损伤并逆转神经病理。" 信用:Neuroscience News
能够改变患者生活的发现
在一种名为遗传性痉挛性截瘫54型(HSP54)的脑部疾病中,DDHD2蛋白质不能正常工作。没有它,神经元就无法制造脂肪来获取能量和支持其功能,导致信号传导问题早期出现并逐渐恶化。
HSP54患者在年轻时就表现出运动和思维方面的进行性缺陷。但这一发现带来了希望:通过给实验室中培养的受损神经元提供特殊脂肪酸补充剂,研究人员能够在短短48小时内恢复其能量生产和功能。
"这是一个真正的变革,"澳大利亚生物工程与纳米技术研究所的Merja Joensuu博士说,她构思了该项目并领导了这项研究。
"我们已经证明,健康的神经元依靠脂肪作为燃料,当HSP54等疾病中这一通路失效时,有可能修复损伤并逆转神经病理。"
新技术带来希望
研究团队现在正进入下一阶段:测试这些基于脂肪酸的疗法在临床前模型中是否安全有效,这是人类临床试验前的必要步骤,以及这种脂肪供能的脑部通路是否可以帮助治疗其他此前无法治疗的脑部疾病。
"我们将继续令人兴奋的合作,利用新的非侵入性技术来成像大脑,从而加快潜在疗法的开发。这一突破不仅重写了教科书,还可能改变人们的生活,"赫尔辛基大学的Giuseppe Balistreri博士说。
关键问题解答:
问:研究人员在神经元代谢方面发现了什么?
答: 他们发现神经元不仅可以燃烧糖分,还能燃烧脂肪作为燃料,并且在高能量需求期间甚至可以产生自己的脂肪。
问:为什么DDHD2蛋白质很重要?
答: DDHD2使神经元能够回收细胞成分以制造用于能量的脂肪;没有它,能量生产就会失败,导致神经退行。
问:这一发现可能如何影响患者?
答: 通过使用脂肪酸疗法恢复脂肪代谢,科学家可能能够逆转HSP54等疾病中的神经元损伤,甚至可能对其他脑部疾病有效。
关于这项神经科学、神经学和代谢研究新闻
作者: Pia Purra
来源: 赫尔辛基大学
联系方式: Pia Purra – 赫尔辛基大学
图片: 图片由Neuroscience News提供
原始研究: 开放获取。
Giuseppe Balistreri撰写的"DDHD2提供饱和脂肪酸流以支持神经元能量和功能"发表于《自然·代谢》杂志。
摘要
DDHD2为神经元能量和功能提供饱和脂肪酸流
尽管脂肪酸支持大多数组织中的线粒体ATP产生,但人们一直认为神经元仅依靠葡萄糖获取能量。
我们在此表明,尽管糖酵解增加,三酰甘油和磷脂脂肪酶Ddhd2的基因敲除仍会损害培养神经元中的线粒体呼吸和ATP合成。
这种缺陷源于长链饱和游离脂肪酸水平的降低,特别是肉豆蔻酸、棕榈酸和硬脂酸,这些通常由Ddhd2以活动依赖性方式释放。
在野生型神经元中抑制线粒体脂肪酸摄入同样降低了线粒体呼吸和ATP产生。饱和脂肪酰辅酶A治疗恢复了Ddhd2基因敲除神经元中的线粒体能量产生。
当联合提供时,这些激活的脂肪酰辅酶A补充剂还挽救了膜运输、突触功能和蛋白质稳态方面的缺陷。
这些发现揭示神经元进行内源性长链游离脂肪酸的β-氧化以满足ATP需求,并揭示了由DDHD2突变引起的遗传性痉挛性截瘫54的潜在治疗策略。
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