《自然·代謝》：刷新認知！科學家發現，神經元不是只能“吃糖”，也會消耗脂質供能 丨科學大發現

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還記得是我高中時候學到的知識，大腦是我們體內耗糖最厲害的器官。（當時覺得也非常對，猛學習的每一天都特別餓）大腦活動需要非常多的能量，長期以來，我們都認為葡萄糖是供給神經元的主要能量來源，因為神經元本身儲存脂質的能力有限，在健康神經元中幾乎觀察不到脂滴（LD）的存在。

但這個觀點在今天要被改變了。

威爾康奈爾醫學院科研團隊在《自然·代謝》雜志發文，研究者們發現，脂質同樣是神經元的重要能量儲備，一種神經元特異性的脂肪酶DDHD2介導了甘油三酯釋放脂肪酸、經線粒體β氧化代謝產生ATP，支持神經元突觸末梢的囊泡循環等活動。

我們對神經元的認知，又要打開一扇新的大門了。

脂質，特別是脂肪酸，也是組織細胞生命活動的重要能量來源。甘油三酯是細胞脂質儲備的主要形式。在細胞質脂肪酶的作用下，甘油三酯可以被水解為游離脂肪酸，隨后轉化為脂肪酰輔酶A，通過脂質轉運蛋白CPT1進入線粒體，經β氧化途徑產生ATP，為細胞活動供能。

在大腦中，儲存并使用脂質的細胞主要是星形膠質細胞和，相比之下很少在神經元中觀察到儲存脂質的脂滴，所以一直以來科學家們都認為神經元主要通過葡萄糖代謝來滿足能量需要，可能不怎么使用脂質。

但一種疾病的存在讓科學家們開始懷疑這個觀點。

常染色體隱形遺傳性痙攣性截癱（HSP）的亞型SPG54，主要由DDHD2基因突變導致，患者表現出認知障礙、共濟失調等一系列中樞神經系統問題。DDHD2是一種廣泛存在于大腦中的脂肪酶，該基因功能缺失會導致小鼠神經元中的脂滴積累，在患者腦內也能檢測到脂質的累積。

由此來看，脂質顯然在神經元功能中存在一定的作用，而且與DDHD2功能有關。

研究者對小鼠大腦中的DDHD2進行了分析，發現DDHD2在整個海馬體中都有表達，尤其在突觸末端信號明顯，與突觸前標志物高度重合。尤其值得關注的是，DDHD2在神經元中的表達量顯著高于星形膠質細胞，可達后者的6倍以上。

部分DDHD2信號點與脂滴相鄰，分布常與線粒體和溶酶體緊密接觸。使用抑制劑抑制DDHD2功能，則會讓神經元突觸末端大量積累脂滴。這越來越讓研究者懷疑，DDHD2深度參與了神經元的脂質代謝和能量調節。

研究者使用示蹤法追蹤了小鼠大腦中脂肪酸的去向，發現神經元突觸中脂滴存儲的脂肪酸能夠在DDHD2調控下經CPT1轉運進入線粒體，參與氧化代謝。這直接證實了神經元同樣會使用脂質作為能量來源。

在缺乏葡萄糖供能的情況下，脂質就成了神經元的主要能量來源。實驗中研究者觀察到，耗盡葡萄糖后，神經元仍舊能夠啟動關鍵的備用燃料，通過脂肪酸產生足夠的ATP，維持神經元的正常突觸活動和囊泡循環。

以上結果表明，神經元具有利用自身脂質儲備維持功能的能力，揭示了突觸對能量來源的代償機制，為理解神經系統在代謝壓力下的適應性提供了重要線索。

不過研究者也在評論中指出，新發現帶來了很多新問題。神經元自身脂質儲量有限，它們如何在高能需求下獲取足夠脂肪酸？星形膠質細胞是否在神經活動期間向神經元轉運脂質以支持突觸功能仍不明確。此外，ApoE4這一阿爾茨海默病相關基因型會削弱神經元攝取長鏈脂肪酸的能力，可能進一步影響其代謝適應性。

科學家們又有很多新的實驗要做了。

參考資料：

[1]Kumar, M., Wu, Y., Knapp, J. et al. Triglycerides are an important fuel reserve for synapse function in the brain. Nat Metab (2025). https://doi.org/10.1038/s42255-025-01321-x

[2]Li, S., Sheng, ZH. Fuelling synapses via lipid metabolism. Nat Metab (2025). https://doi.org/10.1038/s42255-025-01306-w

本文作者丨代絲雨