Nature子刊：戈鵡平/胡曉玲/羅本燕合作解析衰老和阿爾茨海默病大腦中小膠質(zhì)細胞、星形膠質(zhì)細胞和神經(jīng)元的代謝譜

編輯丨王多魚

排版丨水成文

大腦是一個能量需求特別高的器官。神經(jīng)膠質(zhì)細胞和腦血管與神經(jīng)元形成一個復雜的網(wǎng)絡(luò)，并為神經(jīng)元（Neuron）提供營養(yǎng)支持以維持其生理功能。星形膠質(zhì)細胞（Astrocyte）是大腦中數(shù)量最多的神經(jīng)膠質(zhì)細胞群，它們通過興奮性氨基酸轉(zhuǎn)運體攝取突觸釋放的谷氨酸，作為回報，為神經(jīng)元提供谷氨酰胺。它們的終足（endfeet）覆蓋了成年大腦中約 99% 的血管外表面，并將血液中的葡萄糖轉(zhuǎn)運給神經(jīng)元，這對神經(jīng)元的存活和功能至關(guān)重要。小膠質(zhì)細胞（Microglia）占大腦細胞總數(shù)的 5%-10%，它們是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的常駐免疫細胞。作為神經(jīng)炎癥和神經(jīng)退行性疾病中的關(guān)鍵角色，小膠質(zhì)細胞已成為神經(jīng)系統(tǒng)疾病的重要治療靶點。此外，小膠質(zhì)細胞會積極應(yīng)對大腦代謝的變化，尤其是在病理狀況下或衰老過程中。

然而，到目前為止，我們對于這幾種腦細胞自身的代謝情況，仍知之甚少。

2026 年 4 月 30 日，北京腦科學與類腦研究所-北京協(xié)和醫(yī)學院戈鵡平團隊聯(lián)合首都醫(yī)科大學胡曉玲團隊和浙江大學醫(yī)學院附屬第一醫(yī)院羅本燕團隊（俞杰、李鳳至為論文共同第一作者），在Nature Cell Biology期刊發(fā)表了題為：Characterizing the metabolomes of microglia, astrocytes, and neurons in aging and Alzheimer's brains 的研究論文。

該研究首次系統(tǒng)性鑒定了小膠質(zhì)細胞、星形膠質(zhì)細胞和神經(jīng)元這三類腦細胞在生理、衰老及阿爾茨海默病狀態(tài)下的代謝譜特征，發(fā)現(xiàn)了谷胱甘肽（GSH） 代謝 通路影響阿爾茨海默病 進程。

神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細胞在形態(tài)、發(fā)育和功能方面存在差異，它們具有獨特的轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組，但對其代謝組知之甚少。腦細胞代謝譜分析的挑戰(zhàn)在于獲取大量細胞以進行可靠分析。

在這項最新研究中，研究團隊從小鼠大腦中純化了小膠質(zhì)細胞（Microglia）、星形膠質(zhì)細胞（Astrocyte）和神經(jīng)元（Neuron），通過靶向代謝組學分析，鑒定出了 70 多種代謝產(chǎn)物，并通過非靶向代謝組學識別出了 9854 種代謝產(chǎn)物特征。

研究團隊系統(tǒng)性表征了細胞類型富集的代謝產(chǎn)物和代謝途徑，發(fā)現(xiàn)小膠質(zhì)細胞中谷胱甘肽（GSH）和多胺代謝產(chǎn)物豐富。這一富集現(xiàn)象在體內(nèi)得到了驗證，并且在衰老和阿爾茨海默病模型中顯著減少。值得注意的是，GSH 和多胺代謝與趨化因子相關(guān)基因表達密切相關(guān)。破壞小膠質(zhì)細胞中的 GSH 通路，會導致趨化因子相關(guān)基因表達下調(diào)、形態(tài)發(fā)生異常以及 β-淀粉樣蛋白（Aβ）沉積，因此，該代謝通路在可能阿爾茨海默病的疾病進展中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

總的來說，該研究首次從系統(tǒng)層面揭示了不同大腦細胞類型截然不同的代謝特征及其在衰老和阿爾茨海默病中的代謝重塑模式，發(fā)現(xiàn)了谷胱甘肽（GSH）代謝通路影響阿爾茨海默病進程，并構(gòu)建了一個重要的大腦細胞代謝組數(shù)據(jù)庫，為理解衰老、阿爾茨海默病以及其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病相關(guān)代謝研究提供了寶貴的資源和全新的視角。

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41556-026-01910-2