Nature子刊：乳酸调控基础神经激素

　　Bristol大学和伦敦大学学院的研究人员发现，星形胶质细胞生产的乳酸（L-lactate），可以作为信号分子令大脑细胞释放更多的去甲肾上腺素。这项研究于二月十一日发表在Nature 旗下的Nature Communications杂志上。

　　

生物通报道：去甲肾上腺素既是一种激素也是一种神经递质，它是大脑功能的基础，对积极性、压力应答、血压控制、疼痛和食欲非常关键。没有这种物质，人们就很难从睡梦中醒来或者集中精力工作。

日前，科学家们在大脑中发现了出人意料的去甲肾上腺素调控机制。这一机制将有望帮助人们设计新药物，解决与上述功能有关的健康问题。

Bristol大学和伦敦大学学院的研究人员发现，星形胶质细胞生产的乳酸（L-lactate），可以作为信号分子令大脑细胞释放更多的去甲肾上腺素。这项研究于二月十一日发表在Nature 旗下的Nature Communications杂志上。

乳酸是瑞典化学家Carl Wilhelm Scheele于1780年首次发现的，是机体的一种天然产物。举例来说，当肌肉在工作时就会产生这一物质。在大脑中，乳酸一直被视为神经元的能量源，负责在大脑活性增强时维持神经元的正常功能。研究显示，肌肉运动可以触发乳酸的生产，这说明体育锻炼与积极的健康心理的确有一定关联。

研究人员在这项新研究中，鉴定了乳酸的新功能，他们发现乳酸可以作为大脑细胞之间的信号分子。这也说明在大脑中还存在着未知的乳酸受体，正是这些受体使合成去甲肾上腺素的细胞对乳酸敏感。

Bristol大学的生理学和药理学教授Sergey Kasparov说：“我们发现乳酸具有多种功能，不仅能为神经元提供能量，还可以作为信号令其释放更多的去甲肾上腺素。”

星形胶质细胞位于大脑和脊髓中，这种星形的非神经元小细胞，是大脑中乳酸的主要来源。星形胶质细胞生产和释放的乳酸，为神经元提供了能量。研究人员发现，在大脑的蓝斑LC中，星形胶质细胞也利用乳酸向神经元传递信号。LC是去甲肾上腺素的主要来源，因此也是大脑中最有影响力的调控中心之一。

研究人员利用光遗传学技术，刺激星形胶质细胞释放乳酸，结果发现这些乳酸激活了LC神经元，使其释放了更多的去甲肾上腺素。研究显示，在生理浓度范围内的外源乳酸也能够起到类似的效果。研究指出，发现星形胶质细胞能够通过乳酸直接与神经元交流，这开启了一个全新的药理学研究领域。

Bristol大学的Dr Anja Teschemacher补充道：“下面的工作是鉴定介导上述效果的受体，在此基础上人们可以设计药物阻断或激活这一应答。去甲肾上腺素绝对是大脑功能的基础，如果我们能够调节它的释放，将大大有助于处理许多重要的健康问题，例如压力、血压、疼痛和抑郁等。”

 

生物通编辑：叶予

生物通推荐原文摘要：

Lactate-mediated glia-neuronal signalling in the mammalian brain

Astrocytes produce and release L-lactate as a potential source of energy for neurons. Here we present evidence that L-lactate, independently of its caloric value, serves as an astrocytic signalling molecule in the locus coeruleus (LC). The LC is the principal source of norepinephrine to the frontal brain and thus one of the most influential modulatory centers of the brain. Optogenetically activated astrocytes release L-lactate, which excites LC neurons and triggers release of norepinephrine. Exogenous L-lactate within the physiologically relevant concentration range mimics these effects. L-lactate effects are concentration-dependent, stereo-selective, independent of L-lactate uptake into neurons and involve a cAMP-mediated step. In vivo injections of L-lactate in the LC evokes arousal similar to the excitatory transmitter, L-glutamate. Our results imply the existence of an unknown receptor for this ‘glio-transmitter’.