最新研究显示，大脑有一套清洁机制，负责清除细胞活动遗留下来的碎屑和垃圾。
自噬（ATG-9）是一种蛋白质，耶鲁大学研究人员认为它对这一过程至关重要。
在突触活动增强时，自噬若无法发挥作用，可能与包括帕金森病在内的多种神经退行性疾病有关。
最新研究进一步揭示了大脑自身的“清洁服务”如何运作：这种精密机制会清除细胞活动遗留下来的碎屑和垃圾。
科学家一直难以弄清，大脑究竟如何知道何时该启动这种细胞“垃圾清理”。
如今，研究人员发现了一种在这一过程中起关键作用的蛋白质；这一过程称为自噬。
这种蛋白质 ATG-9 会记录突触活动，并发出需要增强自噬的信号。在自噬过程中，神经元会吞噬并降解因活动增强而产生的碎屑。
影响 ATG-9 在神经元连接处（即突触）运输的突变，或许有助于解释为何突触活动增强时自噬无法发挥作用。这种缺陷与包括帕金森病在内的多种神经退行性疾病有关。
追踪神经活动
耶鲁大学医学院神经科学与细胞生物学教授、这篇发表于《Neuron》的论文资深作者 Daniel Colón-Ramos 说：“神经元经常处于活动状态，其内部机制会不断磨损。”
神经元越活跃，就越需要通过细胞降解清除受损的细胞组分。在自噬过程中，神经元会产生一种细胞器，它相当于细胞里的垃圾清运车，能够隔离、运送并最终销毁受损的细胞组分。
这种细胞器在何处、何时形成很重要，因为清理工作需要把握时机并协调进行。神经元如何协调这一过程一直是个谜。
在这项新研究中，由 Colón-Ramos 领导的研究团队，以及第一作者、博士生 Sisi Yang，着重研究蛋白质 ATG-9 的功能；他们此前曾在神经元突触附近观察到这种蛋白质。
研究人员运用遗传和分子方法发现，ATG-9 通过参与一种称为突触囊泡循环的过程来追踪神经元活动。在这一过程中，细胞会分泌发挥脑功能所需的神经递质。他们发现，突触活动增强时，突触囊泡循环也会加快，ATG-9 的运输也会增加。这继而发出信号，提示自噬清理机制需要启动。
Yang 说：“我们认为，神经元在执行功能并传递信息时，ATG-9 就像一份活动记录；当神经元活动增强时，它会帮助提醒细胞增加自噬，为之后的清理做好准备。因此，ATG-9 就像突触活动与自噬之间的协调者。”
帕金森病的一条线索？
这些发现还为理解与自噬功能受损有关的神经退行性疾病的潜在病理机制提供了另一条线索。
例如，作者发现，若干与突触活动有关的突变——其中包括在人类中发现、且与帕金森病相关的一种基因突变——会影响 ATG-9 在突触处的运输，并妨碍神经元在活动增强时提高自噬水平。
Colón-Ramos 说：“我们发现，在脊椎动物和无脊椎动物的神经元中，影响突触处 ATG-9 的运输，都会影响神经元诱导活动依赖性自噬的能力。”
“这些相同的基因损伤与神经退行性疾病有关，这一事实如今为重新激活这些清洁机制提供了靶点，或许能够预防神经退行性疾病中出现的神经元功能障碍。”
其他共同作者来自西雅图的 Fred Hutchinson 癌症中心和耶鲁大学。
来源：耶鲁大学
