重大研究：髓磷脂脂肪酸代谢或成中枢能量库

哺乳动物的大脑以三磷酸腺苷（ATP）的形式消耗大量能量。这是细胞用于传递能量的分子，最终为多种生物过程提供能量支持。

与具有脂肪细胞的其他器官不同，迄今为止，中枢神经系统（CNS）中的神经元和其他细胞尚未被发现具有明显的本地能量储备。

德国马克斯·普朗克多学科研究所及全球其他研究所的研究人员近期开展了一项研究，探究神经胶质脂肪酸代谢对中枢神经系统中其他细胞也能使用的能量存储所做的贡献。

他们的研究成果发表于《自然·神经科学》，表明少突胶质细胞的脂质代谢能够作为能量储备，有助于克服葡萄糖缺乏及相关的神经退行性病变。

“我们最近这篇论文背后的主要动机是一个非常具有推测性的想法，即髓磷脂可能已经进化成为一种高度专业化的脂质储存库，”该论文的主管作者克劳斯 - 阿明·纳夫（Klaus-Armin Nave）说道。

“我们提出，在进化过程中，髓磷脂的出现与轴突相关的神经胶质细胞中脂质滴的丢失相一致。雨果·贝伦（Hugo Bellen）在突变的果蝇中证明，过多的糖酵解产物会在轴突中转化为脂肪酸，这些脂肪酸会被运回包裹着的神经胶质细胞并以脂质滴的形式储存。”

首先，基于贝伦和其他研究人员先前收集的研究结果，纳夫和他的同事假设，髓磷脂是一种包裹脊椎动物中枢神经系统中轴突（即神经纤维）的保护性脂肪层，可能是随着神经胶质细胞学会将储存的脂质和特定蛋白质“包装”到可以包裹轴突的膜中而进化而来的。其次，因此，髓磷脂不仅可能促进细胞间信号的传递，而且还保留了其作为能量储备的原始作用。

“我们首先进行了简单的体外实验，分离成年小鼠的视神经并将其放入培养中，”纳夫解释道。

“在培养基中存在葡萄糖和不存在葡萄糖的情况下，对其神经胶质细胞群的存活情况进行了测量。”

“少突胶质细胞令人惊讶地能够很好地耐受葡萄糖的缺乏，不过前提是它们能够降解髓鞘中的脂肪酸，并且通过线粒体氧化分解产物来产生 ATP。”

“在进行进一步的实验时，研究人员发现少突胶质细胞从脂质产生的能量也能够支撑视神经中有髓鞘轴突的电脉冲活动。”

“通过使用细胞特异性的小鼠突变体，他们指出少突胶质细胞中的过氧化物酶体（在少突胶质细胞和髓鞘内所发现的小细胞器）在脂肪酸的周转中也发挥着作用。”

“当条件性小鼠突变体致使成年少突胶质细胞缺少葡萄糖转运蛋白时，”纳夫说。“然而，这种情况是可以忍受的，因为这些髓鞘形成细胞能够立即获取脂肪酸，且正常的髓鞘脂质周转仍在持续。但是，通过电子显微镜分析，这些小鼠逐渐失去髓鞘膜。”

纳夫及其同事所收集的研究结果表明，成年哺乳动物的有髓大脑或许拥有大量的能量储备，能够有助于暂时弥补能量的短缺。这些发现可能对于研究因饥饿而导致脑白质丢失的相关疾病，例如神经性厌食症，具有重要意义。

“与逐渐失去髓鞘有关的神经退行性疾病也可能反映出这种从髓鞘中代谢脂肪酸的机制，”纳夫补充道。