對于神經(jīng)細(xì)胞在發(fā)育過程中必須經(jīng)歷的關(guān)鍵代謝變化，以及該程序的暫時變化如何影響大腦回路和行為，仍知之甚少。

2023年3月29日，奧地利科學(xué)技術(shù)研究所Gaia Novarino團(tuán)隊在Cell 在線發(fā)表題為 “Large neutral amino acid levels tune perinatal neuronal excitability and survival” 的研究論文， 該研究表明大中性氨基酸（包括色氨酸、酪氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸）水平可調(diào)節(jié)圍產(chǎn)期神經(jīng)元的興奮性和存活率。 SLC7A5是一種代謝必需的大中性氨基酸(LNAAs)轉(zhuǎn)運體，其突變導(dǎo)致自閉癥，受這一發(fā)現(xiàn)的啟發(fā)，該研究利用代謝組學(xué)分析來研究大腦皮層在不同發(fā)育階段的代謝狀態(tài)。

該研究發(fā)現(xiàn)前腦在整個發(fā)育過程中經(jīng)歷了顯著的代謝重塑，某些代謝物組顯示出特定階段的變化，但打亂這一代謝程序的后果是什么？通過控制神經(jīng)細(xì)胞中Slc7a5的表達(dá)，該研究發(fā)現(xiàn)LNAAs和脂質(zhì)的代謝在皮層中是相互關(guān)聯(lián)的。神經(jīng)元中Slc7a5的缺失會影響出生后的代謝狀態(tài)，導(dǎo)致脂質(zhì)代謝的轉(zhuǎn)變。 此外，它會導(dǎo)致神經(jīng)元活動模式的階段和細(xì)胞類型特異性改變，導(dǎo)致長期的回路功能障礙。

人類皮層的發(fā)育需要及時協(xié)調(diào)一系列步驟，這些步驟旨在生成精確范圍的定位正確且功能整合的神經(jīng)元細(xì)胞。 這些步驟是由一個基因網(wǎng)絡(luò)引導(dǎo)和調(diào)節(jié)的，這些基因的突變可能是神經(jīng)發(fā)育和神經(jīng)精神障礙的基礎(chǔ)。具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境條件也可能導(dǎo)致神經(jīng)發(fā)育的病理變化，但對這些因素的識別是復(fù)雜的，了解較少。 然而，遺傳條件為分離影響大腦組裝的一些外部因素提供了易于處理的切入點。

編碼大型中性氨基酸(LNAA)轉(zhuǎn)運體(LAT1)的基因SLC7A5突變是自閉癥譜系障礙的罕見原因。 大多數(shù)LNAA是必不可少的；因此，它們在人體內(nèi)的存在取決于飲食攝入量。然而，這些氨基酸(AAs)的水平是否以及如何隨時間在大腦中變化，以及它們數(shù)量的波動如何影響神經(jīng)發(fā)育的過程，在很大程度上仍然未知。事實上，人們對大腦發(fā)育過程中的代謝程序以及由此產(chǎn)生的特定營養(yǎng)依賴知之甚少。例如，關(guān)于出生后大腦代謝如何立即變化的數(shù)據(jù)很少。這段時期很有趣，因為大腦經(jīng)歷了一系列的成熟過程，同時生物體必須適應(yīng)新的喂養(yǎng)和環(huán)境條件。 了解特定的營養(yǎng)物質(zhì)如何影響大腦成熟可能是預(yù)防或糾正某些神經(jīng)發(fā)育疾病的關(guān)鍵。

機理模式圖（圖源自Cell ）

總之，該研究分析強調(diào)了飲食獲得的因素，如必需的AAs，對神經(jīng)發(fā)育的重要性。 在具有SLC7A5突變的小鼠和人類中觀察到的小頭畸形發(fā)病軌跡相似，這表明盡管該研究的代謝特征描述了小鼠大腦的變化，但人類和小鼠可能在不同時間采用類似的代謝程序。 此外，所觀察到的表型的階段和細(xì)胞類型特異性指出了進(jìn)行縱向研究評估環(huán)境的重要性，代謝相關(guān)因素可以影響大腦發(fā)育的特定階段，并可能與人類神經(jīng)發(fā)育條件下的遺傳因素相互作用。

來源：Bioon細(xì)胞 2023-04-07

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網(wǎng)址: 幾種中性氨基酸可影響神經(jīng)元活動模式 http://m.u1s5d6.cn/newsview917336.html