記者近日從中國科技大學(xué)獲悉，該校生命科學(xué)學(xué)院熊偉教授研究組與中科大化學(xué)學(xué)院黃光明教授研究組合作，通過單細胞質(zhì)譜、光遺傳、分子生物學(xué)、電生理及動物行為學(xué)等技術(shù)方法，揭示了一條腦內(nèi)谷氨酸合成新通路及其參與日光照射改善學(xué)習(xí)記憶的分子及神經(jīng)環(huán)路機制。該研究成果5月17日在線發(fā)表在國際著名期刊《細胞》(CELL)上。

眾所周知，適度的陽光照射對人體有很多好處，包括維生素D的合成以及多種皮膚疾病的治療等。此外，人們還發(fā)現(xiàn)陽光照射對神經(jīng)系統(tǒng)也有一定程度的影響，例如適度的日光照射可以改善人們的情緒和認知。然而，由于研究手段的局限，對日光照射引起與神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)的行為變化的深層機制目前并不清楚。而日光照射皮膚最終如何影響腦內(nèi)神經(jīng)細胞的代謝以及神經(jīng)環(huán)路的功能也一直是個未解之謎。

熊偉教授及黃光明教授研究團隊利用自己近期開發(fā)的單細胞質(zhì)譜技術(shù)，再結(jié)合神經(jīng)科學(xué)的多種研究手段，發(fā)現(xiàn)日光照射動物皮膚后會使得血液里一種叫做UCA的化學(xué)物質(zhì)含量大幅度增加。隨后他們發(fā)現(xiàn)，增加的UCA可以透過血腦屏障進入大腦神經(jīng)細胞，在細胞內(nèi)UCA通過一系列的生物代謝酶最終轉(zhuǎn)化成谷氨酸。細胞內(nèi)的谷氨酸在運動皮層以及海馬的神經(jīng)末梢釋放，進而激活運動學(xué)習(xí)以及記憶相關(guān)的腦內(nèi)神經(jīng)環(huán)路，從而增強動物的運動學(xué)習(xí)能力以及物體識別記憶能力。這是自70-80年代之后，再度發(fā)現(xiàn)新的腦內(nèi)谷氨酸生物合成通路。由于谷氨酸在大腦內(nèi)具有參與細胞內(nèi)蛋白合成、能量代謝以及興奮性神經(jīng)信號傳遞等多種重要的生理功能，因此該通路的發(fā)現(xiàn)對于了解大腦工作機理以及探索相關(guān)疾病發(fā)生機制都將起到非常重要的作用。(記者 聶靜潔)