研究人员发现葡萄糖胺在大脑中的基本作用

利用新型成像方法用于研究脑新陈代谢，肯塔基大学研究人员已经确定了大脑中必不可少的糖的水库。糖原用作糖葡萄糖的储存库。Ramon Sun，Ph.D.，肯塔基州医学院的神经科学助理教授Ramon Sun，Ph.D.和Mattheg Gentry，Ph.D.，Ph.D.，分子和细胞生物化学教授，Lafora癫痫治疗教授肯塔基州医学院大学的倡议发现，葡萄糖 - 用于细胞能量产生的糖 - 不是大脑中糖原含量的唯一糖。脑糖原也含有叫氨基葡萄糖的另一种糖。最近出版的完整研究细胞新陈代谢．

一些形式的氨基葡萄糖，如氨基葡萄糖硫酸盐和氨基葡萄糖盐酸盐，是常用的补充剂，用于改善关节运动。然而，在细胞内，葡萄糖胺是复杂碳水化合物链所必需的糖，这些碳水化合物链在糖基化过程中连接到蛋白质上。这些糖链修饰蛋白质，而糖的修饰对无数蛋白质的适当功能至关重要。

发现葡萄糖胺是一个主要的组成部分脑糖原为神经系统疾病提供了关键的见解，异常糖原样细胞聚集称为聚葡萄糖小体(PGBs)。拉福拉氏病是一种罕见的遗传性儿童痴呆，由pbs引起，本研究表明，拉福拉氏病pbs隔离葡萄糖胺，导致大量的细胞扰动。随着人们年龄的增长和患有其他形式的痴呆症，PGBs也会在大脑中积累。因此，糖原也是葡萄糖胺储存库的发现对于理解与衰老相关的神经变化具有广泛的意义。

研究人员使用生化方法测定了小鼠肌肉、肝脏和大脑中糖原的糖组成。肌糖原中葡萄糖胺含量仅为1%，肝糖原中葡萄糖胺含量不足1%，而脑糖原中葡萄糖胺含量为25%。“大脑糖原由25%的葡萄糖胺组成，这一发现令人震惊，”Sun说。

在制作这种令人惊讶的发现后，它们鉴定了负责将氨基葡萄糖掺入糖原的酶，并用于从糖原释放氨基葡萄糖。同样，发现是出乎意料的，因为这些酶与用于从糖原掺入和释放葡萄糖的相同的酶。

为了了解他们对PGBS产生的Lafora病和神经系统问题的影响，研究人员使用了他们的新开发的技术称为矩阵辅助激光解吸/电离行波离子迁移率高分辨率质谱（MALDI TW IMS）来测量并可视化大脑不同地区的糖原量。它们还使用该技术来量化大脑多个区域蛋白质上糖装饰的特定模式的变化。

该团队应用Maldi TW IMS分析健康小鼠的大脑和两种不同的糖原储存疾病模型：Lafora病模型和葡萄糖储存疾病（GSD）III型模型。太阳评论说：“这种新技术使我们能够高精度地量化这些糖的量，同时也保持大脑内的空间分布，这是糖所在的位置。大脑在正确的位置含有正确的糖是至关重要的大脑。”

这些研究表明，如果没有适当调节脑糖原代谢的能力，不仅会形成pgb，扰乱细胞代谢，而且蛋白质的糖装饰也会发生改变。令人兴奋的是，它们可以恢复蛋白质糖通过向Lafora病小鼠的大脑注射抗体-酶融合(VAL-0417)来降解pbs。他们的发现表明，异常的糖原储存和大脑中缺陷的蛋白质功能之间有直接的联系。他们的发现对许多其他的GSDs和先天性糖基化障碍具有启示意义，这些疾病会导致严重的神经症状，包括癫痫和痴呆。

“多神经系统疾病在这些代谢途径中封锁。我相信这些途径也将在其他神经形式的疾病中重要。脑糖原由葡萄糖组成氨基葡萄糖和脑新陈代谢必须平衡才能保持健康，“绅士解释道。

Gentry和Sun实验室与英国医学院的其他几个实验室合作，包括dr。Craig Vander Kooi，分子和细胞生物化学教授，Charles Waechter，分子和细胞生物化学教授，Lance Johnson，生理学助理教授，Christine Brainson，毒理学和癌症生物学助理教授。他们还与印第安纳大学医学院的研究人员合作。安娜·德保利-罗奇，生物化学教授分子生物学Peter J. Roach，生物化学和分子生物学教授，Thomas D. Hurley，生物化学和分子生物学教授。来自圣母大学的化学和生物化学教授理查德·泰勒，以及来自南卡罗莱纳医科大学的细胞和分子药理学和实验疗法教授理查德·德雷克也对这项工作做出了贡献。

“这种类型的跨学科协作研究发生在英国，因为医学院院长罗伯特迪普博士，研究丽莎卡西斯，博士和其他人的副总裁Mark Evers博士，”Sun。

---

---