2024年7月3日，伦敦大学学院Alexander V. Gourine、Shefeeq M. Theparambil共同通讯在Nature发表题为Adenosine signalling to astrocytes coordinates brain metabolism and function的文章，为星形胶质细胞协调大脑代谢和功能的机制，特别是对神经元活动的反应，提供了新的线索。
研究表明，腺苷，作为在神经元活动过程中释放的神经调节剂，作用于星形细胞A2B受体，介导代谢激活。这种激活触发了典型的环腺苷3′，5′-单磷酸（cAMP）-蛋白激酶A（PKA）信号通路，导致星形胶质细胞葡萄糖代谢的快速激活和乳酸的释放。然后乳酸作为能量底物，补充细胞能量储备并支持神经元的能量需求。星形胶质细胞中A2B受体的条件性缺失导致大脑能量代谢的重大重编程，这一发现突显了神经元和星形胶质细胞之间这种代谢偶联的重要性。这种重编程阻止了海马体的突触可塑性，损害了识别记忆，并扰乱了睡眠。这些结果确定腺苷A2B受体是神经元活动的星形胶质细胞传感器，突出了星形胶质细胞中cAMP信号在调节大脑能量代谢以支持睡眠和记忆等基本功能中的关键作用。
这项研究还深入了解了星形胶质细胞如何对神经元活动增加做出反应。研究表明，培养物和脑切片中的星形胶质细胞对嘌呤核苷酸如ATP和ADP有反应，细胞内cAMP和PKA活性升高。这种反应是由外核苷酸酶活性分解ATP形成的腺苷介导的，并且不依赖于细胞内Ca2+信号传导。该研究进一步证明星形胶质细胞表达A2B受体，A2B受体被腺苷激活以诱导cAMP反应。这些反应对于在高能量需求或减少能量供应的条件下维持突触功能至关重要。作者认为，腺苷A2B受体是神经元和星形胶质细胞之间交流的关键参与者，确保了星形胶质细胞能够快速响应神经元的代谢需求。这种交流对保持突触可塑性至关重要，而突触可塑性对学习和记忆至关重要。该研究还强调了星形胶质细胞在睡眠调节中的作用，A2B受体缺失导致睡眠碎片化和慢波活动减少，表明睡眠压力降低。
总的来说，这项研究提供了对腺苷信号传导到星形胶质细胞如何协调大脑代谢和功能的全面理解，强调了星形胶质细胞在大脑能量稳态中的重要性，以及靶向A2B受体作为支持大脑能量代谢、维持认知健康和促进大脑寿命的治疗策略的潜力。这些发现为研究星形胶质细胞在神经系统疾病和衰老中的作用开辟了新的途径，为开发预防或对抗神经退行性疾病的治疗方法提供了希望。
