脑血管维持乳酸稳态新机制

[所属分类:新闻动态] [发布时间:2019-11-22] [发布人:] [阅读次数:] [返回]

山东拓普生物工程有限公司

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2019年11月21日，军事科学院军事医学研究院生命组学研究所/蛋白质组学国家重点实验室/国家蛋白质科学中心（北京）杨晓团队，联合中国科学院遗传与发育生物学研究所郭伟翔团队和华大基因杨焕明团队发表了题为Brain endothelial cells maintain lactate homeostasis to control adult hippocampal neurogenesis的研究论文，揭示了脑血管通过维持乳酸稳态调节成体神经发生的新机制。

该研究发现乳酸水平影响成体神经发生。脑血管内皮细胞PTEN基因敲除导致小鼠海马区成体神经干细胞过度动员和分化障碍，海马依赖性学习和记忆能力显著下降，并伴随脑中乳酸浓度显著增加。进一步研究证实，海马区乳酸注射可以模拟PTEN基因敲除小鼠的表型，导致成体小鼠海马区成体神经发生异常。这些结果提示脑血管内皮细胞在大脑乳酸稳态调节中具有重要作用。研究者分离脑血管内皮细胞通过RNA测序探索相关的分子机制，发现单羧酸转运蛋白MCT1在脑血管内皮细胞高表达并受PI3K/Akt信号通路负调控。研究还证实MCT1从中枢神经系统转运乳酸进入外周血，以维持脑内乳酸稳态。研究者进一步研制了脑血管内皮细胞MCT1基因敲除小鼠，首次提供体内证据证实了脑血管内皮细胞MCT1维持脑内乳酸稳态的重要生理功能。此外，脑血管内皮细胞过表达MCT1或者脑血管内皮细胞Akt1基因敲除，均可提升PTEN基因敲除小鼠的脑内乳酸水平，挽救其成体神经发生障碍，恢复其海马依赖性学习和记忆能力。

上述研究首次揭示了脑血管维持大脑乳酸稳态、调控成体神经发生和认知功能的重要生理功能和全新机制，提供了脑血管内皮细胞PTEN/Akt信号通路上调MCT1，调节脑中过量乳酸转运进入外周血的新模型。脑中乳酸水平升高常与一些伴随认知障碍的脑病，如脑白质病和阿兹海默症等密切相关，这项研究为理解相关疾病的病理过程和发病机制提供了新的理论基础和潜在的治疗策略。