脂肪酸破坏脑细胞中谷氨酸转运蛋白的功能，间接杀死神经元

　　

谷氨酸转运体在神经传递过程中释放谷氨酸后将其从突触间隙泵回脑细胞。威尔康奈尔医学院的研究人员进行的一项新研究发现，游离脂肪酸，包括一种被称为DHA的ω -3脂肪酸，可以通过减少为转运体提供动力的钠离子梯度来减少谷氨酸的摄入量。

这项研究发表在12月6日的《Journal of Biological Chemistry》上，并被选为编辑精选，它揭示了一种意想不到的调节谷氨酸转运体的机制，谷氨酸转运体对大脑健康至关重要。突触间隙中谷氨酸过多会杀死神经元，导致阿尔茨海默氏症和帕金森病等疾病。这项研究还表明，脂肪酸可以广泛地影响细胞膜上其他蛋白质的功能。资深作者，威尔康奈尔医学院生理学和生物物理学代理主席Olga Boudker博士说：“这些多不饱和脂肪酸可以消散钠离子梯度的事实不仅对谷氨酸转运体，而且对依赖离子梯度发挥作用的其他蛋白质具有重要意义。如果细胞中存在这些脂肪酸大量积聚的位点，那么就会显著影响附近所有离子通道和离子偶联转运体的工作方式。”

先前关于脂肪酸如何影响大脑中谷氨酸水平的研究，特别是脂肪酸是否可能直接与谷氨酸转运体相互作用的研究，结果令人困惑和矛盾。第一作者、威尔康奈尔医学院生理学和生物物理学讲师Xiaoyu Wang博士解释说，这些研究使用了来自大脑或复杂细胞系统的组织样本，其中许多因素可能会影响结果。

为了避免这些缺陷，研究小组分离出一种谷氨酸转运蛋白模型，并将其插入人工膜中，这样他们就可以更清楚地观察它的隔离行为。在这个简单的系统中，他们使用了最先进的单分子成像技术，发现脂肪酸阻止了谷氨酸转运蛋白的工作。令人惊讶的是，这些纳米级的机器在脂肪酸存在的情况下保持动态，反驳了脂肪酸直接作用于它们的可能性。相反，脂肪酸平衡了细胞膜上的离子浓度，在泵断电的情况下，阻碍了转运体浓缩谷氨酸的能力。

“我们竭尽全力来确定这种机制，”Wang博士说。

虽然这一发现还没有直接的临床意义，但它对其他研究脂肪酸对膜离子通道和转运体影响的研究人员来说意义重大。研究人员敦促科学家在他们的实验设置和结果解释中考虑脂肪酸对钠和钾梯度的潜在“电离层”效应。

Wang博士说：“由于脂肪酸是信号信使，可以触发一系列影响许多细胞功能的事件，因此研究人员对它们进行了大量研究。因此，我们关于脂肪酸具有电离层效应的发现应该被视为一种潜在的作用机制。”

该团队目前的目标是确定除脂肪酸外谷氨酸转运蛋白的其他调节因子，如相互作用伙伴和细胞脂质环境。