中国科大揭秘：谷氨酸代谢异常加速大脑衰老

中国科大揭秘：谷氨酸代谢异常加速大脑衰老

中国科学技术大学刘强团队近期在《细胞-代谢》杂志上发表重要研究成果，揭示了谷氨酸代谢异常与大脑衰老之间的新联系。研究发现，大脑衰老过程中会产生大量谷氨酸tRNA片段，这些片段会破坏线粒体结构和功能，导致谷氨酸合成受阻，从而加速大脑衰老和阿尔茨海默病的病理进程。

谷氨酸代谢异常：大脑衰老的关键因素

研究团队首先观察到，在大脑衰老进程中，谷氨酸tRNA片段的表达水平显著上升，且这种增加具有物种保守性。进一步研究发现，这些片段的产生依赖于一种名为ANG的酶，它在衰老过程中从细胞核异常定位到细胞质，并对谷氨酸tRNA进行切割。

线粒体功能受损：认知衰退的幕后推手

谷氨酸tRNA片段主要在谷氨酸能神经元的线粒体内异常积累。通过分子杂交和免疫荧光技术，研究人员发现这些片段会与线粒体亮氨酸氨酰化合成酶（LaRs2）结合，干扰线粒体蛋白的翻译过程。这一过程不仅破坏了线粒体内嵴结构，还抑制了谷氨酰胺酶依赖的谷氨酸合成，最终导致大脑能量供应不足和神经传递受阻。

潜在治疗靶点：为延缓认知衰退带来新希望

研究团队设计了一种靶向谷氨酸tRNA片段的反义寡核苷酸，并将其注射到衰老小鼠的大脑中。实验结果显示，这种干预措施能够恢复线粒体蛋白翻译和内嵴结构，提升脑内谷氨酸水平，显著改善衰老小鼠的学习记忆能力。这一发现不仅揭示了大脑衰老的新机制，还为开发延缓认知衰退的治疗方法提供了新的靶点。

这项研究的重要意义在于，它首次阐明了谷氨酸tRNA片段在大脑衰老中的作用机制，揭示了线粒体功能障碍与认知衰退之间的直接联系。这一发现不仅增进了我们对大脑衰老和阿尔茨海默病发病机制的理解，还为开发相关疾病的预防和治疗策略提供了新的方向。

未来，研究团队计划进一步探索谷氨酸tRNA片段在其他神经退行性疾病中的作用，以及如何通过靶向这一机制来改善大脑健康。这一突破性发现有望为全球数千万阿尔茨海默病患者带来新的希望。