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美國時間15日，加州大學戴維斯分校(UC Davis)研究人員發表了全球首個「小鼠大腦代謝物圖譜」，該圖譜包含了雄性與雌性小鼠，從青春期到成年期，再到老年期，不同年齡的10個大腦區域中1,547種代謝物分子。該研究發表於《Nature Communications》。
加州大學戴維斯分校基因體中心西岸代謝體學中心主任Oliver Fiehn表示，這是全球最大的大腦代謝體分析，其中涵蓋的1,547種代謝物，可以讓我們針對大腦中的能量、神經傳導物質(neurotransmitters)以及複雜的脂質進行化學機轉分析。
研究人員採集了3週齡(青春期)、16週齡(成年早期)、59週齡(中年期)和92週齡(老年期)小鼠，10個具有不同功能的獨立大腦區域，以從圖譜了解不同大腦區域所掌管的功能。
研究發現，大腦的大區域中，如控制呼吸、血壓等重要功能的腦幹，與控制運動、語言和思考的區域，兩個大腦區域中的大腦代謝體具有明顯的差異。
此外，切片也顯示出高濃度的代謝物與特定受體具有關聯，例如腺苷(adenosine)、神經醯胺(ceramide)和磷脂醚類(phospholipid ethers)。
而雄性和雌性小鼠的大腦之間則沒有任何顯著代謝差異。
研究人員比較不同年齡的大腦時，成年小鼠的大腦切片中顯示，成年小鼠的大腦不同區域之間的代謝物差異最大，而青春期小鼠不同腦區間的代謝物差異較小，年老小鼠的差異更小。
Fiehn指出，在非常年老時，能量的代謝效率似乎降低，且圍繞在大腦軸突的髓鞘(myelin sheath)會改變組成成分。
Fiehn表示，在衰老的大腦各區域之間，「脂質分子」表現出巨大差異。這些脂質值得進行進一步研究，以了解其與大腦功能變化(例如信號傳導)之間的關係。
Fiehn說明，從代謝體分析來看，在非常年老時，抗氧化壓力的系統變得非常活躍，而蛋白質會開始以更快的速度分解成胜肽。
代謝體學(metabolomics)是研究活細胞代謝的化學指紋，需要運用到高通量技術還分離與識別特定時間下，存在於細胞、組織或器官中不同的化學物質或代謝物，以便讓研究人員了解細胞和組織內部所發生的變化。
Fiehn表示，這項研究具有里程碑的意義，可以透過了解小鼠大腦來加速了解人類大腦中各種代謝反應。
(編譯/李林璦)
