发布时间:2014-02-13 11:34 原文链接: Nature子刊:乳酸调控基础神经激素

  去甲肾上腺素既是一种激素也是一种神经递质,它是大脑功能的基础,对积极性、压力应答、血压控制、疼痛和食欲非常关键。没有这种物质,人们就很难从睡梦中醒来或者集中精力工作。

  日前,科学家们在大脑中发现了出人意料的去甲肾上腺素调控机制。这一机制将有望帮助人们设计新药物,解决与上述功能有关的健康问题。

  Bristol大学和伦敦大学学院的研究人员发现,星形胶质细胞生产的乳酸(L-lactate),可以作为信号分子令大脑细胞释放更多的去甲肾上腺素。这项研究于二月十一日发表在Nature 旗下的Nature Communications杂志上。

  乳酸是瑞典化学家Carl Wilhelm Scheele于1780年首次发现的,是机体的一种天然产物。举例来说,当肌肉在工作时就会产生这一物质。在大脑中,乳酸一直被视为神经元的能量源,负责在大脑活性增强时维持神经元的正常功能。研究显示,肌肉运动可以触发乳酸的生产,这说明体育锻炼与积极的健康心理的确有一定关联。

  研究人员在这项新研究中,鉴定了乳酸的新功能,他们发现乳酸可以作为大脑细胞之间的信号分子。这也说明在大脑中还存在着未知的乳酸受体,正是这些受体使合成去甲肾上腺素的细胞对乳酸敏感。

  Bristol大学的生理学和药理学教授Sergey Kasparov说:“我们发现乳酸具有多种功能,不仅能为神经元提供能量,还可以作为信号令其释放更多的去甲肾上腺素。”

  星形胶质细胞位于大脑和脊髓中,这种星形的非神经元小细胞,是大脑中乳酸的主要来源。星形胶质细胞生产和释放的乳酸,为神经元提供了能量。研究人员发现,在大脑的蓝斑LC中,星形胶质细胞也利用乳酸向神经元传递信号。LC是去甲肾上腺素的主要来源,因此也是大脑中最有影响力的调控中心之一。

  研究人员利用光遗传学技术,刺激星形胶质细胞释放乳酸,结果发现这些乳酸激活了LC神经元,使其释放了更多的去甲肾上腺素。研究显示,在生理浓度范围内的外源乳酸也能够起到类似的效果。研究指出,发现星形胶质细胞能够通过乳酸直接与神经元交流,这开启了一个全新的药理学研究领域。

  Bristol大学的Dr Anja Teschemacher补充道:“下面的工作是鉴定介导上述效果的受体,在此基础上人们可以设计药物阻断或激活这一应答。去甲肾上腺素绝对是大脑功能的基础,如果我们能够调节它的释放,将大大有助于处理许多重要的健康问题,例如压力、血压、疼痛和抑郁等。”

相关文章

“接力跑”让二氧化碳变乳酸

酸奶杯、可降解购物袋、手术缝合线……这些日常物品背后,可能都藏着一个共同的“生命之源”——L-乳酸。这种有机小分子不仅是生物可降解塑料(如聚乳酸)的单体,更广泛应用于食品、医药等民生领域,地位日益显著......

科学家阐释乳酸信号的免疫抑制机理

华东师范大学生命科学学院研究员卢伟强和教授刘明耀研究团队揭示了G蛋白偶联受体(GPCR)家族成员HCAR1通过感知乳酸信号,驱动肿瘤免疫逃逸的新机制,并阐明乳酸受体HCAR1抑制剂在肿瘤免疫治疗中的潜......

登上《自然》!老药新用逆转肿瘤耐药

放化疗是癌症治疗的重要手段,但随着治疗,肿瘤细胞会逐渐产生耐药性,给治疗带来巨大挑战。中山大学附属第七医院(深圳)教授何裕隆、张常华团队和中山大学孙逸仙纪念医院、英国癌症研究院的研究人员合作,首次确认......

乳酸从头生物合成研究新突破

近日,华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室教授郑高伟课题组构建了非天然乳酸的生物合成新途径,相关研究成果发表于《美国化学会催化》。 C1(一碳化合物)原料的生物转化与利用对构建可持续的碳......

乳酸从头生物合成研究新突破

近日,华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室教授郑高伟课题组构建了非天然乳酸的生物合成新途径,相关研究成果发表于《美国化学会催化》。 C1(一碳化合物)原料的生物转化与利用对构建可持续的碳......

缉拿癌症暴瘦的“真凶”——乳酸

一次偶然的剧烈运动后,运动部位的肌肉会又酸又痛。很多人认为,这背后的“罪魁祸首”是乳酸。从癌症研究的角度看,乳酸远比我们认为的复杂——乳酸可能与癌症伴发的恶病质有惊人的联系。近日,中国科学家发现,人体......

饶毅:世界科学史的百年冤案(中英对照)

【本文发表于2019年英文《内分泌与代谢趋势》杂志,评论迄今广为流传的有关肾上腺素的科学史错误】本文指出生物医学史上有三个错误与肾上腺素有关:一是误认为第一个激素是胰泌素,二是误认为化学分离纯化肾上腺......

科研人员绘制肝癌组织乳酰化修饰图谱

乳酸(lactate)是哺乳动物糖酵解代谢中的主要产物,在肿瘤、败血症、自身免疫性疾病等病理状态下显著增多。其生物学功能因肿瘤细胞中存在的“瓦伯格效应(Warburgeffect)”而得到广泛关注。2......

华东理工《细胞代谢》发文,高性能乳酸监测成像取得突破

近日,华东理工大学药学院,生物反应器工程国家重点实验室,上海市细胞代谢光遗传学技术前沿科学研究基地赵玉政教授、杨弋教授以及上海市第四人民医院王从容主任合作,在国际权威学术期刊《细胞-代谢》发表了题为“......

乳酸左氧氟沙星氯化钠注射液杂质谱研究

乳酸左氧氟沙星目前为国内独有的仿制药品种,乳酸左氧氟沙星原料的生产工艺主要分为2种,一种是直接通过左氧氟沙星与乳酸成盐合成乳酸左氧氟沙星,再经过一系列步骤制成成品乳酸左氧氟沙星;另一种是通过左氟羧酸和......