综述：脑内天冬氨酸研究

这篇综述全面探讨了天冬氨酸（Aspartate, C4 H7 NO4 ）在中枢神经系统中的多重角色，涵盖其代谢（如苹果酸-天冬氨酸穿梭MAS）、神经递质假说、转运体（EAATs/SLC1A家族）调控，以及与疾病（如白质病变、精神分裂症）的关联。作者整合了从分子机制到临床观察的证据，特别强调了天冬氨酸在能量代谢和信号传递中的矛盾性，为神经科学和代谢研究提供了重要视角。

　　

引言

天冬氨酸（Aspartate）作为非必需α-氨基酸，广泛存在于脑组织中，既是蛋白质合成的原料，又通过tRNA-天冬氨酸合成酶参与翻译过程。其游离形式在代谢中扮演双重角色：作为氨基供体/受体参与尿素循环、一碳代谢，同时是N-乙酰天冬氨酸（NAA）和N-甲基-D-天冬氨酸（NMDA）的前体。

脑内分布与浓度

不同脑区天冬氨酸浓度差异显著，大鼠神经元中高达2.59 mmol/100 mg蛋白，而人脑死后组织检测值约1.1-4.64 μmol/g。磁共振波谱（MRS）显示活体人脑枕叶皮层浓度为2.1-3.1 μmol/g，但测量受限于代谢物重叠和技术噪声。

代谢枢纽：苹果酸-天冬氨酸穿梭（MAS）

MAS是脑能量代谢的核心通路，通过天冬氨酸氨基转移酶（GOT1/2）和载体蛋白（AGC1/SLC25A12）实现胞质与线粒体间还原当量传递。该过程依赖钙信号调控，并与三羧酸循环（TCA）紧密偶联。敲除AGC1的小鼠出现髓鞘形成障碍和癫痫，而生酮饮食可显著改善症状，提示MAS紊乱与神经发育疾病相关。

天冬氨酸的双面性：代谢物与神经调质

尽管天冬氨酸能激活NMDA受体，但其神经递质身份仍存疑。争议焦点在于：①缺乏特异性囊泡转运体（如vGLUTs不转运天冬氨酸）；②突触释放机制不明确。相反，其异构体D-天冬氨酸在胚胎脑高表达，通过调控性激素水平和NMDA受体功能影响神经可塑性，可能与精神分裂症病理相关。

临床关联与未来方向

天冬氨酸代谢异常涉及多种神经系统疾病：

• 白质病变：NAA水解缺陷导致Canavan病，而天冬氨酸-tRNA合成酶（DARS）突变引发HBSL
• 精神疾病：前额叶D-天冬氨酸氧化酶（DDO）活性升高与精神分裂症症状相关
• 癫痫：MAS组分突变（如GOT2）可诱发婴儿