脑糖原分布变化可视化技术问世

日本理化研究所脑科学综合研究中心平濑肇和大江祐树等领导的联合研究小组,开发出一种脑内糖原分布变化可视化技术,并利用这一技术成功观察到脑内糖原随年龄改变的分布变化。

添加时间:2016-07-12

详细介绍

      日本理化研究所脑科学综合研究中心平濑肇和大江祐树等领导的联合研究小组,开发出一种脑内糖原分布变化可视化技术,并利用这一技术成功观察到脑内糖原随年龄改变的分布变化。


      糖原是由肝脏和肌肉合成并储存能量的一种多糖,在脑中也有储存。科学家最近发现,糖原不仅是脑活动的能源,还参与记忆固定等重要的大脑活动。但脑糖原极微量且易于分解,以目前的方法不可能保存脑糖原并使其可视化,因此无法在细胞水平和组织水平了解脑中糖原的分布。


      针对这一问题,研究小组通过微波照射小鼠的大脑,使包括糖原分解酶在内的脑内酶的活性瞬间失活,然后用固定法和抗糖原抗体免疫组织染色法结合,观察到细胞内微小结构和脑部整体结构,这种方法最大的优点是可以对糖原进行可视化观察。


      研究小组首先观察小鼠整个大脑中的糖原,然后比较大脑各区域单位的糖原量。结果发现,与记忆和纹状体突触可塑性紧密关联的海马、大脑皮质第一层、纹状体、小脑分子层糖原量较多。研究小组随后还发现,小鼠脑中星形胶质细胞是储存糖原的特定细胞,这与电子显微镜观察报告的结果一致。


      研究小组观察了脑糖原与年龄的关系。小鼠平均寿命约两年,通过对年龄分别为1年、1.5年和两年的小鼠与2至3月的小鼠比较发现,脑糖原分布随年龄增加出现较大变化。分子量较大的糖原在年轻小鼠脑中呈镶嵌状分布,而在1.5年和两年大的小鼠脑中完全消失。他们测定所有糖原时还发现,无论年轻与否,糖原存储量差别不大,而分子量大的糖原随年龄增加全部消失,且在老龄小鼠脑中有无法分解的异常糖原。


      阿尔茨海默氏病(老年性痴呆)与糖原有较大关联,上述突破对研究阿尔茨海默氏病等脑部疾病具有重要作用。

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