據(jù)最新一期《自然·通訊》雜志報(bào)道，美國(guó)加州大學(xué)戴維斯分校研究團(tuán)隊(duì)發(fā)表了首個(gè)小鼠大腦代謝物圖譜。該數(shù)據(jù)集涵蓋雄性和雌性小鼠從青春期、成年再到老年的10個(gè)大腦區(qū)域的1547種不同分子。
論文的資深作者、加州大學(xué)戴維斯分校基因組中心奧利弗·費(fèi)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(shí)別的代謝物，能夠表達(dá)大腦中能量、神經(jīng)遞質(zhì)或復(fù)雜脂質(zhì)的許多化學(xué)轉(zhuǎn)化。”
代謝組學(xué)是研究活細(xì)胞代謝的“化學(xué)指紋”。它使用先進(jìn)的高通量技術(shù)來分離和識(shí)別在給定時(shí)間存在于細(xì)胞、組織或器官中的所有不同化學(xué)物質(zhì)或代謝物。除了基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)，這些技術(shù)讓科學(xué)家們能夠更好地了解細(xì)胞和組織內(nèi)部發(fā)生的事情。
研究人員對(duì)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(jìn)行了采樣。他們觀察了十個(gè)具有不同功能的獨(dú)立大腦區(qū)域。費(fèi)恩說，新的圖譜可用于更好地了解以上不同的功能。
研究結(jié)果表明，大腦代謝組在控制呼吸和血壓等生命機(jī)能的腦干等大腦區(qū)以及控制運(yùn)動(dòng)、言語(yǔ)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(guān)的高濃度代謝物，如腺苷、神經(jīng)酰胺和磷脂醚等。
同時(shí)，研究人員沒有發(fā)現(xiàn)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(dòng)物時(shí)發(fā)現(xiàn)，總體而言，成年小鼠的大腦切片之間的代謝差異最大。區(qū)域之間的差異在青春期較小，在非常年老的時(shí)候則小得多。費(fèi)恩表示：“在非常老的時(shí)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(huì)改變組成。”
此外，脂質(zhì)分子在衰老和跨腦區(qū)尤其表現(xiàn)出巨大差異，費(fèi)恩表示，在非常年老的時(shí)候，對(duì)抗氧化應(yīng)激的反應(yīng)系統(tǒng)變得非常活躍，而蛋白質(zhì)開始以更快的速度分解成多肽。這些變化反映在代謝組中。(記者 張夢(mèng)然)
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