传统上,葡萄糖被认为是大脑的主要能量来源。在含有乳酸而不是葡萄糖的人工培养基中,人和猴子大脑皮层培养切片中的突触活动保持完整,这表明乳酸是神经元合适且充足的能量来源。近年来,大量研究表明乳酸不仅在中枢神经系统中作为能量代谢底物发挥作用,还能参与信号传递和表观遗传修饰。
2024年9月,基础医学院医学遗传学系刘丹教授/病理生理学系朱铃强教授指导2020级临床医学(中德实验班)王铭钰同学在医学1区期刊Ageing Research Reviews (IF = 12.5) 上发表了题为“Friend or foe: Lactate in neurodegenerative diseases”的综述,从乳酸代谢、蛋白乳酰化、信号分子等角度深入阐述了乳酸在神经退行性疾病中的作用。
基础医学院始终重视本科生创新创业能力的培养,积极推动本科生参与科研活动,并鼓励他们在高水平国际期刊上发表学术论文。王铭钰同学自加入同济医学院后,加入基础医学院病理生理学系朱铃强教授的团队,开始了基础科研训练。去年,她参与了基础医学院省级大学生创新创业项目,题为“睡眠剥夺通过调节乳酸代谢影响社交记忆能力的机制研究”,从而对乳酸代谢产生了浓厚兴趣。通过课外的文献学习,王铭钰意识到乳酸在神经退行性疾病治疗中的潜在重要作用。在刘老师和朱老师的建议下,她开始撰写综述文章。在半年多的时间里,她检索并阅读了超过一百篇相关文献,并与博士后周杨共同完成了论文的初稿。在写作过程中,他们不断优化每一段落的逻辑和用词,并定期与刘老师和朱老师沟通写作进展。此外,王铭钰还学习了Adobe Illustrator等学术绘图软件,与周杨共同绘制了论文的概念图,经过多次修改和完善。投稿过程中,专业审稿人对论文的结构、格式、图表及逻辑等方面提出了积极的评价,并提供了许多专业且宝贵的建议,最终促成了该项目的顺利完成。
乳酸是糖酵解的副产物,在Warburg效应研究发现之前,它一直被认为是一种代谢废物。越来越多的证据表明,乳酸具有能量燃料、信号分子和蛋白质乳酸化的供体作用。乳酸利用率改变是阿尔茨海默病 (AD)、多发性硬化症 (MS)、肌萎缩侧索硬化症 (ALS)、帕金森病 (PD) 和亨廷顿病 (HD)等神经退行性疾病发病和进展的常见代谢特征。论文从生产、运输和清除的角度概述了乳酸代谢,以及乳酸在神经退行性疾病进展中的作用,并总结了蛋白质乳酸化和乳酸在神经退行性疾病中的信号传导功能。此外,论文深入探讨了乳酸代谢变化在神经退行性疾病过程中的双重作用(图1),并探索了针对乳酸的潜在治疗方法。
图1 乳酸在神经退行性疾病中的双重作用
这些成绩的取得离不开刘丹教授/朱铃强教授的悉心指导,同时也得益于基础医学院对于本科生学术培养的全方位支持,包括为本科生开设《基础科研训练》等创新课程,鼓励学生依托大创项目或基础科研加入教师们的团队开展学术训练,并搭建“本科生学术年会”“寒暑期文献交流会”等多方面交流平台,为本科生的学术成长创造了优良的环境与氛围。
华中科技大学同济医学院2020级本科生王铭钰、基础医学院病理生理学系博士后周杨共同为本文的第一作者,基础医学院医学遗传学系刘丹教授/病理生理学系朱铃强教授为本文的通讯作者,博士研究生李文恋参与了该项工作。本研究由国家重点研发计划国家自然科学基金、湖北省自然科学基金、湖南省科技创新计划、湖南省自然科学联合基金的支持,以及基础医学院教学研究项目经费的资助。
原文链接:https://doi.org/10.1016/j.arr.2024.102452