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      首個小鼠大腦代謝物圖譜發表

      時間:2021-10-19 09:00:42 來源:科技日報

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      來自小鼠大腦代謝組學圖譜的數據截圖顯示了大腦區域中腺苷隨年齡的分布。 圖片來源:加州大學戴維斯分校


        據最新一期《自然·通訊》雜志報道,美國加州大學戴維斯分校研究團隊發表了首個小鼠大腦代謝物圖譜。該數據集涵蓋雄性和雌性小鼠從青春期、成年再到老年的10個大腦區域的1547種不同分子。


        論文的資深作者、加州大學戴維斯分校基因組中心奧利弗·費恩教授稱,“這是全球最大的大腦代謝組分析。它涵蓋了1547種已識別的代謝物,能夠表達大腦中能量、神經遞質或復雜脂質的許多化學轉化。”


        代謝組學是研究活細胞代謝的“化學指紋”。它使用先進的高通量技術來分離和識別在給定時間存在于細胞、組織或器官中的所有不同化學物質或代謝物。除了基因組學、轉錄組學和蛋白質組學,這些技術讓科學家們能夠更好地了解細胞和組織內部發生的事情。


        研究人員對3周齡(青春期)、16周齡(成年早期)、59周齡(中年期)和92周齡(老年期)的小鼠進行了采樣。他們觀察了十個具有不同功能的獨立大腦區域。費恩說,新的圖譜可用于更好地了解以上不同的功能。


        研究結果表明,大腦代謝組在控制呼吸和血壓等生命機能的腦干等大腦區以及控制運動、言語和思維的大腦之間有明顯不同。此外,特定切片顯示出與特定受體相關的高濃度代謝物,如腺苷、神經酰胺和磷脂醚等。


        同時,研究人員沒有發現雄性和雌性小鼠的大腦之間有任何顯著的代謝差異。


        研究小組在比較不同年齡的動物時發現,總體而言,成年小鼠的大腦切片之間的代謝差異最大。區域之間的差異在青春期較小,在非常年老的時候則小得多。費恩表示:“在非常老的時候,能量功能似乎效率較低,并且圍繞大腦軸突或布線的髓鞘會改變組成。”


        此外,脂質分子在衰老和跨腦區尤其表現出巨大差異,費恩表示,在非常年老的時候,對抗氧化應激的反應系統變得非常活躍,而蛋白質開始以更快的速度分解成多肽。這些變化反映在代謝組中。


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