近日，一篇發(fā)表在國際雜志Nature Metabolism上題為“Dual roles of hexokinase 2 in shaping microglial function by gating glycolytic flux and mitochondrial activity”的研究報告中，來自中國浙江大學(xué)等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過研究揭示了己糖激酶2（hexokinase 2）在機(jī)體小膠質(zhì)細(xì)胞活性發(fā)揮中所扮演的關(guān)鍵角色。

小膠質(zhì)細(xì)胞是大腦中的主要免疫細(xì)胞和大腦活性的關(guān)鍵守護(hù)者，其能不斷監(jiān)測微環(huán)境來維持大腦的動態(tài)平衡，當(dāng)遭受急性消耗或處于疾病狀態(tài)下時，其就會進(jìn)行快速增殖，從而就會導(dǎo)致機(jī)體自我平衡池的恢復(fù)以及疾病部位周圍小膠質(zhì)細(xì)胞集群的形成。此外，小膠質(zhì)細(xì)胞還會快速遷移到機(jī)體損傷位點(diǎn)并引起免疫反應(yīng)來抑制和修復(fù)損傷，然而，目前研究人員并不清楚在代謝和生物能量方面塑造小膠質(zhì)細(xì)胞功能的具體分子決定因素。

科學(xué)家揭示己糖激酶2在調(diào)節(jié)大腦小膠質(zhì)細(xì)胞活性上所扮演的關(guān)鍵角色。

圖片來源：Nature Metabolism (2022). DOI:10.1038/s42255-022-00707-5

己糖激酶（HK，hexokinase）能催化葡萄糖的磷酸化成為葡萄糖-6-磷酸，其是葡萄糖利用的第一限速酶，四種主要的HK同工酶包括HK1、HK2、HK3和HK4，其具有不同的生化特征以及催化特性。這項(xiàng)研究中，通過系統(tǒng)性地分析不同類型腦細(xì)胞中的代謝調(diào)節(jié)子，研究人員意外地發(fā)現(xiàn)，作為與線粒體膜功能相關(guān)的最具活性的同工酶，HK2能在大腦的小膠質(zhì)細(xì)胞中被選擇性地表達(dá)。

文章中，研究者發(fā)現(xiàn)，HK2的遺傳性消融或能減少小膠質(zhì)細(xì)胞的糖酵解通量和能量產(chǎn)生，并抑制小膠質(zhì)細(xì)胞群的產(chǎn)生，同時還能削弱雄性小鼠機(jī)體的小膠質(zhì)細(xì)胞監(jiān)視和損傷所誘發(fā)的細(xì)胞遷移功能。HK2水平的升高在免疫挑戰(zhàn)或疾病相關(guān)的小膠質(zhì)細(xì)胞中尤為突出，然而，在缺血性中風(fēng)模型中，HK2的剔除還會促進(jìn)機(jī)體的神經(jīng)炎癥并會加重大腦損傷；因此，小膠質(zhì)細(xì)胞HK2消融后所增強(qiáng)的炎癥過程或許與機(jī)體異常的線粒體功能和活性氧的積累有關(guān)。

綜上，本文研究結(jié)果表明，HK2能同時控制糖酵解通量和線粒體活性，從而來塑造小膠質(zhì)細(xì)胞的功能，進(jìn)而促進(jìn)大腦疾病的代謝異常和不適應(yīng)的炎癥表現(xiàn)；這或許就能為研究人員對如何在多種神經(jīng)性疾病中治療性靶向作用小膠質(zhì)細(xì)胞打開大門，在這些疾病中往往會出現(xiàn)HK2水平的升高以及代謝異常表現(xiàn)。（Bioon.com）

原始出處：

Hu, Y., Cao, K., Wang, F. et al. Dual roles of hexokinase 2 in shaping microglial function by gating glycolytic flux and mitochondrial activity. Nat Metab 4, 1756–1774 (2022).doi：10.1038/s42255-022-00707-5