Cell子刊：有氧糖酵解帮助大脑保持活力

　　

生物通报道：科学家们发现，成年人的大脑中仍有一些区域保持着孩童一般的活力，允许大脑形成新的神经元连接。这一机制可以帮助我们在成年后继续学习新技能，或者形成新的记忆。文章于一月七日发表在Cell旗下的Cell Metabolism杂志上。

华盛顿大学医学院和Allen脑科学研究所的科学家们，对大脑不同区域的基因活性水平进行了比较。他们发现，在成年大脑的某些区域，与新连接建立有关的基因活性更高。由于这些基因在幼儿大脑中也有很高的活性，研究人员将其称为childlike基因。

“与猩猩和猴子等人类近亲相比，这些基因在成年的人类大脑中更为活跃，”文章的第一作者，华盛顿大学的Manu S. Goyal说。“我们发现，这些基因的活性与特定的能量生产形式有关。而这种能量生产形式，为生成新生物结构提供了支持，例如生成新连接所需的新神经元分支。”人们一般认为，神经细胞的新连接，负责形成新的记忆和技能。

在此之前，文章的资深作者Marcus Raichle教授研究了大脑消耗糖和氧的产能机制，他注意到大脑某些区域消耗糖的效率特别高。研究显示，这些区域在活跃地进行有氧糖酵解。“有氧糖酵解是癌细胞和快速生长细胞的最爱，”Goyal说。

在这项新研究中，Raichle与Allen脑科学研究所的Michael Hawrylycz博士合作。该研究所构建了Allen人脑图谱库，涵盖了不同年龄层次不同大脑区域的基因活性。

研究人员利用这一数据库，在高效进行有氧糖酵解的大脑区域中分析基因活性。他们发现，这些区域里的childlike基因活性更高。另外，研究人员还在上述区域中鉴定了一百多个高活性基因。

研究人员通过分析其他一些研究的数据指出，有氧糖酵解在幼儿大脑中更为普遍。“在成年大脑中，有氧糖酵解占糖消耗总量的10-12%，”他说。“而在幼儿大脑中，有氧糖酵解可以占到30-40%。”

有氧糖酵解并不是效率最高的能量生产途径。但科学家们认为，对于快速生长来说，有氧糖酵解是更好的能量来源。

“即使是在成年大脑中，仍有需要快速改变的区域。这就是成年大脑仍使用有氧糖酵解的原因，”Goyal说。

下一步研究人员希望明确，进行有氧糖酵解的特定脑细胞，是否与神经发育疾病或神经退行性疾病有关，例如孤独症、智力障碍、阿尔茨海默症等。

“将来我们也许能够通过，满足成年大脑建立新连接的代谢要求，对大脑损伤和神经退行性疾病进行治疗，”Goyal解释道。

 

生物通编辑：叶予

生物通推荐原文：

Aerobic glycolysis in the human brain is associated with development and neotenous gene expression.