海马ALDH2介导的GABA生物合成通路调控突触可塑性与学习适应性的新机制

来自Chen团队的研究人员通过单细胞代谢组学技术，揭示了海马锥体神经元中醛脱氢酶2（ALDH2）依赖的γ-氨基丁酸（GABA）合成通路在长时程增强（LTP）和学习过程中抑制神经元兴奋性的新机制，将神经元代谢与突触可塑性及行为适应性直接关联，为学习记忆调控提供了全新靶点。

　　

海马可塑性在学习记忆过程中扮演关键角色。尽管针对突触可塑性的神经生物学机制已有数十年研究，但单细胞水平的代谢动态如何驱动海马可塑性仍知之甚少。研究者运用单细胞质谱技术，解析了小鼠长时程增强（LTP）和学习行为期间海马兴奋性锥体神经元（PNs）、抑制性中间神经元及星形胶质细胞的代谢组变化。

令人惊讶的是，在CA1区锥体神经元中发现了LTP诱导的γ-氨基丁酸（GABA）生物合成通路增强现象。这种对LTP敏感的GABA代谢途径通过醛脱氢酶2（ALDH2）依赖性机制实现。选择性敲除锥体神经元的ALDH2基因后，不仅阻断了LTP相关的GABA水平升高，更导致学习适应性显著受损。

该研究通过单细胞代谢组学分析，首次描绘出活性依赖的GABA代谢通路及其对海马可塑性和学习行为的调控作用。在谷氨酸能神经元中发现的这条GABA信号通路，为理解学习记忆的分子机制开辟了新视角，其调控节点或成为认知障碍疾病治疗的潜在靶标。