探索营养如何在分子水平上促进大脑

营养，作为生物体生理状态的一个重要组成部分，似乎延伸到生命的各个阶段。神经发育，包括树突和轴突的生长，已知需要代谢，但很少知道特定的营养物质如何影响神经元发育。

京都大学生物研究研究生院的一组研究人员现在发现，通过适当的模型，可以在分子水平上探索营养依赖神经元发育的调节机制。

一个这样的模型是果蝇C4da——或IV级树突树突——神经元位于果蝇的幼虫中，”主要作者Yukako Hattori说。

C4da神经元的树突位于表皮和体壁肌肉之间，它们能感知有害的热、机械和光刺激，随后将信息传递到中枢神经系统，从而触发回避行为。

“这些树突的生长以意想不到的方式受到环境的控制，变得更加复杂。也就是说，不良的低酵母菌饮食导致hyperarborization第一作者Yasutetsu Kanaoka补充道。

在对关键营养素进行系统搜索后，研究小组发现，过度树形化表型不是由低浓度的氨基酸(典型的酵母营养素)引起的，而是由同时缺乏维生素、金属离子和胆固醇引起的。

这种缺陷增加了体壁肌肉中无翼信号分子的产生。C4da神经元接收到Wingless后，它会激活一种名为Akt的蛋白质，促进树突的复杂分支。

植村忠说:“尽管在营养不良的环境下，C4da神经元的过度生长是违反直觉的，但我们对这些神经元对有害光刺激的反应越来越弱更感兴趣。”

“我们的研究提出了一种可能性，即体感神经元的营养依赖发育在寻找高营养食物和逃离有害环境威胁之间的优化权衡中发挥了作用。”

利用细胞类型特异性敲低系统(一种以细胞特异性方式抑制特定基因功能的既定方法)，研究小组确定了调节过度树突表型的器官间信号。

“通过关注营养信息从肠道传递到肌肉的机制，我们可能会解开食物和健康之间的分子奥秘。”

参考: Kanaoka Y，小野寺K，渡边K，等。器官间Wingless/Ror/Akt信号通路调控体感觉神经元营养依赖的高树突化。于峰，钱春华，编著。eLife．2023; 12: e79461。doi:10.7554 / eLife.79461