The role of glia-neuronal lactate shuttle in brain aging

胶质神经元乳酸穿梭在大脑衰老中的作用

• 批准号: 23650198
• 负责人: SAITOE Minoru
• 金额: $ 2.33万
• 依托单位: 公益財団法人東京都医学総合研究所 (2012)Tokyo Metropolitan Organization for Medical Research (2011)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23650198/
• 关键词: 老化; 学習記憶; ショウジョウバエ; ピルビン酸カルボキシラーゼ; D-セリン; (1)学習記憶; (2)老化; (3)グリア; (4)乳酸; (5)ショウジョウバエ

Age-related memory impairment (AMI) is a debilitating consequence of brain aging and caused by age-related increase in pyruvate carboxylase (PC), a mitochondrial anaplerotic enzyme, in Drosophila. As increase in PC may suppress synthesis of lactate, glia-derived energy source for neurons, in this study, we tried to demonstrate that increase in PC activity inhibits glia-neuron lactate shuttle (GNLS) thereby impairs memory formation. However, our behavioral and biochemical data demonstrated that PC-dependent memory defects are not caused by GNLS inhibition. Although increase in PC activity does not inhibit GNLS, it may inhibit serine racemase (SR) via increasing biosynthesis of its potent inhibitors oxaloacetate (OAA) and aspartate (Asp). SR converts L-serine to D-serine, a glia-derived NMDA receptor agonist. As we expected, D-serine/L-serine ratio is significantly decreased in aged AMI-suffered flies, and this decrease is suppressed by dPC mutations. Furthermore, both AMI and memory defects caused by overexpressing PC in glia are ameliorated by feeding flies D-serine. We propose that age-related increases in glial mitochondrial dPC activity cause AMI by reducing D-serine production.

与年龄相关的记忆障碍（AMI）是脑老化的后果，是由果蝇中的线粒体式旋转酶（PC）与年龄相关的增加丙酮酸羧化酶（PC）引起的。随着PC的增加可能抑制神经元的神经胶质能源的合成，在这项研究中，我们试图证明PC活性的增加会抑制神经胶质神经元乳酸班车（GNLS），从而损害记忆形成。但是，我们的行为和生化数据表明，依赖PC的记忆缺陷不是由GNL抑制引起的。尽管PC活性的增加并不能抑制GNL，但它可以通过增加其有效抑制剂草乙酸（OAA）和天冬氨酸（ASP）的生物合成来抑制丝氨酸种族友（SR）。 SR将L丝氨酸转换为胶质衍生的NMDA受体激动剂D-Serine。正如我们预期的那样，衰老的AMI纯蝇中D丝氨酸/L-丝氨酸的比率显着降低，并且DPC突变抑制了这种降低。此外，通过喂食苍蝇D丝氨酸来改善胶质中PC过表达PC引起的AMI和记忆缺陷。我们提出，与年龄相关的胶质线粒体DPC活性的增加通过减少D链氨酸的产生而导致AMI。

项目成果

記憶改善に向けた新たな進展:軽度の空腹状態は長期記憶形成を促進する

改善记忆新进展：轻度禁食促进长期记忆形成

• 发表时间: 2013
• 期刊: 細胞工学
• 作者: 平野恭敬;齊藤 実
• 通讯作者: 齊藤 実

in vivo imaging analysis of neural plasticity in mushroom body neurons. 「Visualization and optic control of neural circuit underlying behavior」

蘑菇体神经元神经可塑性的体内成像分析“神经回路潜在行为的可视化和光学控制”。

• 发表时间: 2011
• 作者: 上野耕平;齊藤 実
• 通讯作者: 齊藤 実

Neuron-glia interaction via Drosophila CAM Klingon modulates Repo-mediated glial gene expression required for long-term memory formation

通过果蝇 CAM Klingon 的神经元-胶质细胞相互作用调节长期记忆形成所需的 Repo 介导的神经胶质基因表达

• 发表时间: 2011
• 作者: 松野元美;齊藤実
• 通讯作者: 齊藤実

長期記憶形成に必要な神経－グリア相互作用

长期记忆形成所需的神经胶质细胞相互作用

• 作者: Nozu T;Tuchiya Y;Kumei S;Takakusaki K;Ataka K;Fujimiya M;Okumura T;松野元美
• 通讯作者: 松野元美

Long-term enhancement in the mushroom body in cultured Drosophila brain: Cellular substrate for olfactory learning

培养果蝇大脑中蘑菇体的长期增强：嗅觉学习的细胞基质

• 发表时间: 2012
• 作者: Ueno K;Saitoe M
• 通讯作者: Saitoe M