Nature子刊：戈鵡平/胡曉玲/羅本燕合作解析衰老和阿爾茨海默病大腦中小膠質細胞、星形膠質細胞和神經元的代謝譜

編輯丨王多魚

排版丨水成文

大腦是一個能量需求特別高的器官。神經膠質細胞和腦血管與神經元形成一個復雜的網絡，并為神經元（Neuron）提供營養支持以維持其生理功能。星形膠質細胞（Astrocyte）是大腦中數量最多的神經膠質細胞群，它們通過興奮性氨基酸轉運體攝取突觸釋放的谷氨酸，作為回報，為神經元提供谷氨酰胺。它們的終足（endfeet）覆蓋了成年大腦中約 99% 的血管外表面，并將血液中的葡萄糖轉運給神經元，這對神經元的存活和功能至關重要。小膠質細胞（Microglia）占大腦細胞總數的 5%-10%，它們是中樞神經系統的常駐免疫細胞。作為神經炎癥和神經退行性疾病中的關鍵角色，小膠質細胞已成為神經系統疾病的重要治療靶點。此外，小膠質細胞會積極應對大腦代謝的變化，尤其是在病理狀況下或衰老過程中。

然而，到目前為止，我們對于這幾種腦細胞自身的代謝情況，仍知之甚少。

2026 年 4 月 30 日，北京腦科學與類腦研究所-北京協和醫學院戈鵡平團隊聯合首都醫科大學胡曉玲團隊和浙江大學醫學院附屬第一醫院羅本燕團隊（俞杰、李鳳至為論文共同第一作者），在Nature Cell Biology期刊發表了題為：Characterizing the metabolomes of microglia, astrocytes, and neurons in aging and Alzheimer's brains 的研究論文。

該研究首次系統性鑒定了小膠質細胞、星形膠質細胞和神經元這三類腦細胞在生理、衰老及阿爾茨海默病狀態下的代謝譜特征，發現了谷胱甘肽（GSH） 代謝 通路影響阿爾茨海默病 進程。

神經元和神經膠質細胞在形態、發育和功能方面存在差異，它們具有獨特的轉錄組和蛋白質組，但對其代謝組知之甚少。腦細胞代謝譜分析的挑戰在于獲取大量細胞以進行可靠分析。

在這項最新研究中，研究團隊從小鼠大腦中純化了小膠質細胞（Microglia）、星形膠質細胞（Astrocyte）和神經元（Neuron），通過靶向代謝組學分析，鑒定出了 70 多種代謝產物，并通過非靶向代謝組學識別出了 9854 種代謝產物特征。

研究團隊系統性表征了細胞類型富集的代謝產物和代謝途徑，發現小膠質細胞中谷胱甘肽（GSH）和多胺代謝產物豐富。這一富集現象在體內得到了驗證，并且在衰老和阿爾茨海默病模型中顯著減少。值得注意的是，GSH 和多胺代謝與趨化因子相關基因表達密切相關。破壞小膠質細胞中的 GSH 通路，會導致趨化因子相關基因表達下調、形態發生異常以及 β-淀粉樣蛋白（Aβ）沉積，因此，該代謝通路在可能阿爾茨海默病的疾病進展中發揮關鍵作用。

總的來說，該研究首次從系統層面揭示了不同大腦細胞類型截然不同的代謝特征及其在衰老和阿爾茨海默病中的代謝重塑模式，發現了谷胱甘肽（GSH）代謝通路影響阿爾茨海默病進程，并構建了一個重要的大腦細胞代謝組數據庫，為理解衰老、阿爾茨海默病以及其他神經系統疾病相關代謝研究提供了寶貴的資源和全新的視角。

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41556-026-01910-2