Ученые, изучающие энергетический метаболизм нейронов, обнаружили доказательства того, что потеря важного регулятора энергии, называемого AMPK, в нервных стволовых клетках или глиальных клетках, называемых астроцитами, вызывает гибель нейронов у лабораторных грызунов. Они также обнаружили, что потеря AMPK в нервных стволовых клетках или нейронах вызывает спонтанные судороги мозга у животных.
Публикуя свои результаты в Cell Reports , мультиинституциональная исследовательская группа во главе с биологом-онкологом из Цинциннати Биплаб Дасгуптой, доктором философии, сказала, что удаление AMPK из клеток мозга астроцитов привело к серьезному нарушению метаболизма глюкозы и лактата в нейронах. Ключ к разгадке пришел из первых в истории исследований магнитно-резонансной спектроскопии у мышей с делецией AMPK, специфичных для мозга, проведенных в Университете Миннесоты (UM).
Совместное исследование, в котором участвовали Рагху Рао, доктор медицины, и Иван Ткач, доктор философии, из UM, показало, что у мышей с удаленным AMPK уровень лактата примерно на 40 процентов ниже, что является ключевым результатом, который был подтвержден на культивированных астроцитах.
Выводы о том, что нейроны с удаленным AMPK демонстрируют спонтанные припадки и уязвимы для малых доз вызывающих припадки агентов, были получены из неврологической лаборатории Кристины Гросс, доктора философии, Детского Цинциннати, и предполагают, что популярный противодиабетический препарат метформин (который также активирует AMPK) может уменьшить эпилептические припадки. По словам Дасгупты, главного исследователя Института рака и болезней крови, в настоящее время метформин проходит доклинические испытания на лабораторных грызунах.
«Очень мало известно о том, как астроциты регулируют гликолиз, чтобы вырабатывать лактат и поставлять его нейронам для поддержки их метаболизма и правильного функционирования», - сказал Дасгупта. «Мы впервые показываем, что киназа AMP (AMPK) является основным механизмом, контролирующим гликолиз астроцитов и выработку лактата в головном мозге. И мы показываем, что вмешательство в этот процесс мало вредит астроцитам, но повреждает нейроны». метаболизм имеет решающее значение для каждого аспекта нашей жизни и функционирования. Вопрос о том , необходимы ли глиальные клетки, такие как астроциты, для правильного метаболизма и выживания нейронов, обсуждается в научной области на протяжении десятилетий.
