研究团队发表首个小鼠大脑代谢物图谱

2021-10-19 10:03:28   来源:科技日报

据最新一期《自然·通讯》杂志报道,美国加州大学戴维斯分校研究团队发表了首个小鼠大脑代谢物图谱。该数据集涵盖雄和雌小鼠从青春期、成年再到老年的10个大脑区域的1547种不同分子。

论文的资深作者、加州大学戴维斯分校基因组中心奥利弗·费恩教授称,“这是全球最大的大脑代谢组分析。它涵盖了1547种已识别的代谢物,能够表达大脑中能量、神经递质或复杂脂质的许多化学转化。”

代谢组学是研究活细胞代谢的“化学指纹”。它使用先进的高通量技术来分离和识别在给定时间存在于细胞、组织或器官中的所有不同化学物质或代谢物。除了基因组学、转录组学和蛋白质组学,这些技术让科学家们能够更好地了解细胞和组织内部发生的事情。

研究人员对3周龄(青春期)、16周龄(成年早期)、59周龄(中年期)和92周龄(老年期)的小鼠进行了采样。他们观察了十个具有不同功能的独立大脑区域。费恩说,新的图谱可用于更好地了解以上不同的功能。

研究结果表明,大脑代谢组在控制呼吸和血压等生命机能的脑干等大脑区以及控制运动、言语和思维的大脑之间有明显不同。此外,特定切片显示出与特定受体相关的高浓度代谢物,如腺苷、神经酰胺和磷脂醚等。

同时,研究人员没有发现雄和雌小鼠的大脑之间有任何显着的代谢差异。

研究小组在比较不同年龄的动物时发现,总体而言,成年小鼠的大脑切片之间的代谢差异最大。区域之间的差异在青春期较小,在非常年老的时候则小得多。费恩表示:“在非常老的时候,能量功能似乎效率较低,并且围绕大脑轴突或布线的髓鞘会改变组成。”

此外,脂质分子在衰老和跨脑区尤其表现出巨大差异,费恩表示,在非常年老的时候,对抗氧化应激的反应系统变得非常活跃,而蛋白质开始以更快的速度分解成多肽。这些变化反映在代谢组中。

总编辑圈点

脑代谢,简单理解,就是在脑中发生的代谢过程。大脑,也一直在进行着能量和物质的交换。对代谢物进行定量分析,能帮助我们了解代谢物与生理病理变化的相对关系。在临床上,我们通过脑代谢显像,来帮助诊断痴呆、帕金森等多种脑疾病。这次,科研人员发表了首个小鼠大脑代谢物图谱,这也是全世界对大脑进行的最大体量代谢分析,涵盖了1547种已鉴定代谢物。从对不同年龄段小鼠的研究中,我们可以获得更多关于大脑功能演变和大脑活动的线索,从而增进对人脑的理解。 (记者张梦然)

标签: 研究团队 首个 小鼠大脑 代谢物 图谱

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