Nature子刊：戈鹉平/胡晓玲/罗本燕合作解析衰老和阿尔茨海默病大脑中小胶质细胞、星形胶质细胞和神经元的代谢谱

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

大脑是一个能量需求特别高的器官。神经胶质细胞和脑血管与神经元形成一个复杂的网络，并为神经元（Neuron）提供营养支持以维持其生理功能。星形胶质细胞（Astrocyte）是大脑中数量最多的神经胶质细胞群，它们通过兴奋性氨基酸转运体摄取突触释放的谷氨酸，作为回报，为神经元提供谷氨酰胺。它们的终足（endfeet）覆盖了成年大脑中约 99% 的血管外表面，并将血液中的葡萄糖转运给神经元，这对神经元的存活和功能至关重要。小胶质细胞（Microglia）占大脑细胞总数的 5%-10%，它们是中枢神经系统的常驻免疫细胞。作为神经炎症和神经退行性疾病中的关键角色，小胶质细胞已成为神经系统疾病的重要治疗靶点。此外，小胶质细胞会积极应对大脑代谢的变化，尤其是在病理状况下或衰老过程中。

然而，到目前为止，我们对于这几种脑细胞自身的代谢情况，仍知之甚少。

2026 年 4 月 30 日，北京脑科学与类脑研究所-北京协和医学院戈鹉平团队联合首都医科大学胡晓玲团队和浙江大学医学院附属第一医院罗本燕团队（俞杰、李凤至为论文共同第一作者），在Nature Cell Biology期刊发表了题为：Characterizing the metabolomes of microglia, astrocytes, and neurons in aging and Alzheimer's brains 的研究论文。

该研究首次系统性鉴定了小胶质细胞、星形胶质细胞和神经元这三类脑细胞在生理、衰老及阿尔茨海默病状态下的代谢谱特征，发现了谷胱甘肽（GSH） 代谢 通路影响阿尔茨海默病 进程。

神经元和神经胶质细胞在形态、发育和功能方面存在差异，它们具有独特的转录组和蛋白质组，但对其代谢组知之甚少。脑细胞代谢谱分析的挑战在于获取大量细胞以进行可靠分析。

在这项最新研究中，研究团队从小鼠大脑中纯化了小胶质细胞（Microglia）、星形胶质细胞（Astrocyte）和神经元（Neuron），通过靶向代谢组学分析，鉴定出了 70 多种代谢产物，并通过非靶向代谢组学识别出了 9854 种代谢产物特征。

研究团队系统性表征了细胞类型富集的代谢产物和代谢途径，发现小胶质细胞中谷胱甘肽（GSH）和多胺代谢产物丰富。这一富集现象在体内得到了验证，并且在衰老和阿尔茨海默病模型中显著减少。值得注意的是，GSH 和多胺代谢与趋化因子相关基因表达密切相关。破坏小胶质细胞中的 GSH 通路，会导致趋化因子相关基因表达下调、形态发生异常以及 β-淀粉样蛋白（Aβ）沉积，因此，该代谢通路在可能阿尔茨海默病的疾病进展中发挥关键作用。

总的来说，该研究首次从系统层面揭示了不同大脑细胞类型截然不同的代谢特征及其在衰老和阿尔茨海默病中的代谢重塑模式，发现了谷胱甘肽（GSH）代谢通路影响阿尔茨海默病进程，并构建了一个重要的大脑细胞代谢组数据库，为理解衰老、阿尔茨海默病以及其他神经系统疾病相关代谢研究提供了宝贵的资源和全新的视角。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41556-026-01910-2