Cell | 宋雅玥等揭示磷酸戊糖途径在神经系统感觉稳态与修复中的作用

脊髓损伤严重影响损伤平面以下的感觉、运动、自主神经功能。目前，脊髓损伤后的神经修复缺乏有效的治疗方法，故而相关的研究是神经科学领域的一大重要议题。

2026年1月5日，伦敦帝国理工学院的Simone Di Giovanni团队（宋雅玥为第一作者）在Cell上发表研究A glycolytic shunt via the pentose phosphate pathway is a metabolic checkpoint for nervous system sensory homeostasis and axonal regeneration。作者揭示了磷酸戊糖途径(PPP)为神经系统的一个“代谢检查点”，该通路能够依据生理或损伤状态，在维持感觉稳态与促进轴突再生两种状态间进行切换，同时作者为脊髓损伤的治疗提供了基于代谢调控的新思路。

研究人员利用背根神经节(DRG) 神经元这一独特模型展开研究。这类感觉神经元的轴突分为两支：一支投射至外周神经系统（如坐骨神经），受损后可再生；而另一支投射至中枢神经系统（如脊髓），损伤后无法再生。以往研究多集中于寻找调控损伤后再生的特异性信号分子，而他们 提出 这种再生能力的差异可能源于两条轴突分支先天激活了不同的分子程序。为验证这一假设，研究人员对 DRG 分别投射至外周和中枢的轴突轴浆进行了蛋白质组学分析。结果发现一个显著分布差异： PPP 的相关蛋白在外周轴突中特异性富集。PPP是葡萄糖代谢的一个重要分支，其主要功能是生成还原型辅酶Ⅱ（NADPH）和核糖-5-磷酸（R5P）。NADPH有助于维持细胞的氧化还原平衡，R5P则是合成核苷酸（如RNA和DNA）的关键前体。在正常生理状态下，当外周轴突受到机械刺激（如触觉）时，PPP被激活，产生NADPH，及时清除产生的活性氧（ROS），维持感觉功能的稳态。

当外周神经受损时，PPP被进一步激活，葡萄糖代谢流向R5P的合成，这为RNA合成提供了充足原料，同时产生的NADPH对抗损伤引起的氧化应激，进而支持修复再生。然而脊髓损伤后缺乏触发该代谢程序的有效信号。外周轴突由于长期经历机械刺激，已处于“预适应”状态，损伤后能迅速激活修复程序，而中枢轴突由于缺乏这种预适应，导致再生程序无法启动。 而在 脊髓损伤模型中过表达 PPP 关键酶 TKT，或口服补充PPP的代谢产物D-核糖，则能显著促进轴突生长，改善小鼠的感觉和运动功能恢复。 在机制上，P PP 的激活通过两个关键方式支持脊髓损伤后的轴突生长：一是从代谢角度提供核苷酸原料，增强线粒体氧化磷酸化，满足轴突生长的高代谢需求；二是其可以重新启动神经发育相关的转录程序，从而支持再生。

总之，这项研究不仅阐明了PPP作为连接生理稳态与损伤修复的代谢检查点，更提出了通过调控内在代谢状态，激活PPP来治疗脊髓损伤的治疗策略。

伦敦帝国理工学院博士生宋雅玥为本文第一作者，伦敦帝国理工学院 Prof. Simone Di Giovanni 为本文通讯作者。此项工作得到上海交通大学基础医学院童雪梅课题组，上海交通大学医学院附属第一人民医院孔贵萍/周鲁明课题组的大力协助。

https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.12.003

制版人： 十一

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