Nature Neuroscience发表我校胡刚教授团队研究成果

11月23日，神经科学顶刊《自然-神经科学》（Nature Neuroscience）（中科院医学1区）在线发表了我校医学院胡刚教授团队的最新研究成果“Aerobic glycolysis is the predominant means of glucose metabolism in neuronal somata, which protects against oxidative damage”。脑是人体消耗能量较高的器官之一。脑的神经元需要持续完成一些特定的功能，如维持膜电位、释放神经递质和进行轴突运输，因此比其他类型细胞有更高的能量需求。传统理论认为，神经元主要通过氧化磷酸化代谢葡萄糖的能量代谢方式。在氧化磷酸化过程中，电子在呼吸链上传递时可能泄露，形成一种被称为活性氧（ROS）的有害物质，加重细胞损伤，甚至导致细胞死亡。因此，神经元在满足自身能量需求的同时，需要相应的保护机制避免氧化磷酸化带来的损伤作用。细胞的另一种代谢葡萄糖的方式——有氧糖酵解代谢，虽然产能效率仅为氧化磷酸化的1/18，但不产生活性氧。论文图片摘要总结胡刚教授团队发现，神经元在胞体处主要采用有氧糖酵解，而在神经末梢处主要采用氧化磷酸化代谢。这种策略使得神经末梢能够高效地产生能量，支持神经递质释放与回收等高能耗功能。同时，神经末梢通过突触可塑性可以克服氧化磷酸化产生的活性氧带来的结构损伤。另一方面，胞体是神经元储存遗传物质与合成蛋白质的地方，因此对活性氧的防护尤为关键。不产生活性氧的有氧糖酵解对于胞体而言是一条更安全的糖代谢途径（图一）。这些研究发现提示，神经元以一种智慧的方式，在不同亚细胞结构处采用不同的糖代谢方式，既满足了能量需求，又避免了氧化损伤。研究丰富了神经元耗能代谢方式的理论，为相关神经精神疾病的干预策略及其治疗药物研发提供了新的研究思路。南京中医药大学为本研究成果的第一完成单位，胡刚教授为本论文通讯作者，青年教师伟尧博士、在读博士研究生苗芊芊和青年教师张倩博士为本论文的共同第一作者，本研究由“脑科学与类脑研究”重大项目（2021ZD0202900）、国家自然科学基金重大项目（No.81991523）等项目资助。原文链接：https://www.nature.com/articles/s41593-023-01476-4