肝醣通常被認為是儲存在肝臟與肌肉中的備用能量來源。大腦中也存在少量肝醣,主要集中在星狀膠質細胞(astrocytes)等支持細胞中,過去認為神經元中的肝醣微不足道。然而,大腦中的肝醣實際上參與了病理機制。
研究團隊在果蠅與人類的tau蛋白病變模型,發現神經元會異常累積大量肝醣,而tau蛋白會與肝醣結合,導致其無法被分解,這種異常堆積似乎會加速病情惡化,而當肝醣無法正常分解時,神經元就會失去一項對抗氧化壓力(oxidative stress)的重要機制,這也是老化與神經退化的關鍵特徵之一。
研究團隊發現,恢復肝醣磷解酶的活性,可以啟動肝醣分解程序,將糖分導入磷酸戊醣途徑(Pentose Phosphate Pathway, PPP),PPP是一種產生還原型輔酶NADPH及麩胱甘肽(glutathione)的關鍵路徑。透過增加GlyP的活性,大腦細胞能有效清除有害的活性氧分子,不僅減少果蠅與人類幹細胞神經元中的tau蛋白相關損害,甚至能延長壽命。
研究團隊亦證實,透過飲食限制也能自然提高GlyP活性,並改善tau蛋白相關病變。他們更利用8-Br-cAMP的分子來模擬飲食限制的效果,證明可藉由藥物方式模仿飲食限制所帶來的益處,這也解釋了目前廣泛用於減重的GLP-1類藥物,在失智症方面也展現了潛力的原因。
另外,研究人員也在來自額顳葉型失智症(FTD)患者的誘導性多潛能幹細胞(iPSC)分化的神經元中,觀察到相同的肝醣堆積與GlyP的保護效果,強化了其臨床應用的潛力。
這項研究不僅揭示了大腦中肝醣意想不到的角色,也為阿茲海默症等相關疾病的治療開啟了全新方向。透過了解神經元如何管理糖分,或許可以找出全新的療法,從細胞內部化學反應著手來對抗老化。
資料來源:https://www.sciencedaily.com/releases/2025/06/250630073442.htm
(編譯/實習記者 康育華)