驱动轴突运输的是囊泡附着的ATP发生器，而不是线粒体

(欧宝娱乐地址医学快讯)——神经元已经发展出复杂的机制来运输关键成分，如载着传递素的囊泡，沿着轴突到达突触末端。蓝鲸的轴突可能有几米长，而一种比草履虫小的黄蜂M.mymaripenne的轴突可能只有微米长。然而，不论规模如何，这些轴突似乎都使用类似的分子马达，在类似的微管轨道上工作，以运送囊泡。最近发表在细胞法国INSERM的研究人员已经证明，这些马达的主要能量来源可能不是传统认为的线粒体。相反，为这些马达提供动力的ATP似乎来自囊泡附着的糖酵解机制，即GADPH(甘油醛3-磷酸脱氢酶)。

在物理学中，能量(动量)守恒原理为解决许多复杂的问题提供了一种方法。同样，在神经元中，想要弄清楚一个特定机制是如何工作的，通常最好的方法就是分析它的能量是如何来源和消耗的。的INSERM过去曾研究线粒体在亨廷顿舞蹈病等疾病中的作用的研究人员指出，轴突的退化是一种主要的病理学。特别是，他们试图找出观察到的退化是否可能是由于能量不足驱动轴突运输。奇怪的是，他们发现抑制线粒体(细胞的主要能量来源)的功能对囊泡的运输没有影响。

作为一项初步研究，研究人员使用了一种名为“渗透ceval”的传感器，该传感器此前由哈佛大学的一个小组开发，用来评估ATP在轴突中的分布。珀西瓦尔是一种特殊用途的纳米机器。它被构建为GFP融合蛋白，具有内置的蛋白质逻辑，使其能够精确测量细胞中ATP和ADP的比例。使用Perceval，研究人员发现这个比例在果蝇的轴突中是一致的，尽管观察到线粒体的分布并非如此。至少在有髓鞘的轴突中，线粒体倾向于聚集在朗维叶节点，在峰值活动期间，那里的能量需求会很高。

研究人员接着指出，当GADPH——一种普遍表达的“家务管理基因”——被篡改时，囊泡的轴突运输就会中断。GADPH是糖酵解途径的一种酶，每次反应产生一个ATP。研究人员还表明，通过添加synaptotagmin-GADPH融合蛋白，转运可以恢复。Synaptotagmin通常以囊泡为目标向下运输到突触。这些实验表明囊泡在使用GADPH进行运输，这一结论与其他研究一致，表明在神经末梢的囊泡中，是GADPH而不是线粒体推动了传递素的摄取。以前通过增加线粒体流动性来改善ALS小鼠神经退行性模型的努力失败了，这可能是这些研究的部分原因。

GADPH还与亨廷顿蛋白相互作用，亨廷顿蛋白突变是导致亨廷顿舞蹈病的一个原因。INSERM的研究人员能够证明，亨廷顿蛋白可能是连接GADPH和囊泡膜的链接。这是否是该疾病的主要机制还需要进一步的研究来证明。另一个未解决的问题是，与微管结合的GADPH是否会是囊泡运输ATP的重要来源。

有趣的是，在轴突中参与线粒体运输的马达使用线粒体ATP来完成这一过程，这也许并不令人惊讶。线粒体也使用同样的运动蛋白——动力蛋白-1进行运输。线粒体似乎常常有自己的思维——它们的运动比囊泡复杂得多。线粒体运输的视频显示，它们更连续地上下移动，有时融合，甚至分裂，而子线粒体则朝相反的方向移动。

ATP核算轴突就像细胞中的任何地方一样，这是一个复杂的问题。维持或恢复活跃神经元膜电位的NA-K泵估计是轴突中最大的ATP消耗者。运输囊泡,线粒体，可能与峰值活动密切相关。紧张性活跃的神经元会有更大的周转，因此对突触运输产物的需求更高。将传输与神经元的峰值活动联系起来，将进一步深入了解轴突中事物是如何工作的。

当谈到ATP时，细胞中的每个人似乎都有自己的手。在定量地解释细胞中每个用户的能量需求的努力常常是不足的。细胞中能量的产生和流动涉及到ATP水解以外的许多过程。在未来的研究中，作者还想研究GADPH是否需要非泡质运输，以试图理解，例如，RNA颗粒是如何结束在突触中的。像这样的研究，更深入地了解了ATP是如何产生和使用的，为细胞的健康和疾病状态提供了重要的线索。

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