恒远报道:太阳紫外线（UV）辐射是皮肤癌的主要原因,但它对健康也有益处,比如能促进必需维生素D的生成和改善情绪.5月17日的一篇文章指出阳光紫外线能增加学习和记忆能力,研究人员指出其中的机制在于紫外线照射能激活大脑谷氨酸生产的分子途径,提高动物的学习和记忆能力.
这项研究十分有趣,因为它为最近提出的关于紫外线调节大脑和中枢神经内分泌系统的理论提供了更多的证据.
适度的阳光照射对人体有很多好处,包括维生素D的合成以及多种皮肤疾病的治疗等.此外,人们还发现阳光照射对神经系统也有一定程度的影响,例如适度的日光照射可以改善人们的情绪和认知.然而,由于研究手段的局限,对日光照射引起与神经系统相关的行为变化的深层机制目前并不清楚.而日光照射皮肤最终如何影响脑内神经细胞的代谢以及神经环路的功能也一直是个未解之谜.
最初,熊伟教授等人其实并不是想要研究紫外线对大脑或皮肤的影响.他们利用近期开发的单细胞质谱技术,分析单个神经元中的分子,意外的发现了尿刊酸UCA——这是一种在紫外线下肤产生的鲜为人知的分子.
因为没有什么可供参考的信息,为此研究人员决定分析一下紫外线是否能够提高大脑中UCA的含量.他们将剃光的小鼠持续2小时暴露于低剂量的UVB中（这一般会造成人体皮肤晒伤）,然后对动物的单个脑细胞进行质谱分析.果然,暴露于光照的动物的神经元中的UCA水平增加,但对照动物却没有.
UCA可以吸收紫外线,因此可以保护皮肤免受太阳的有害影响.但在肝脏和其他外周组织中,这种小分子也被认为是在将组氨酸转化为谷氨酸的代谢途径中产生的中间分子.熊教授等人考虑到谷氨酸在大脑中能作为兴奋性神经递质,因此饶有兴趣的检测了紫外线依赖性神经元中UCA含量的增加是否与谷氨酸生产增加相关.结果证明确实如此.
接下来,研究小组发现,紫外光增强了动物大脑中谷氨酰胺能神经元之间的电传递,当研究人员抑制尿苷酶（将UCA转化为谷氨酸）活性时,这种紫外线诱导效应就不会出现,表明UCA确实是紫外线诱导谷氨酰胺活性增强的介质.
最后,研究人员还发现,暴露于紫外线的小鼠在运动学习和识别记忆任务方面表现比对照组更好.而且和之前研究结果一样,用尿液酶抑制剂治疗动物可以防止紫外线引起的学习和记忆改善.将UCA直接施用于未暴露于紫外线的动物也促进了类似的学习和记忆改善,这些改善与UV暴露所获得的结果相似.
目前,这一结果在人体中尚未得到证实——小鼠一般夜间活动,很少见到太阳,不过有研究人员表示,如果这一结论得到证实,那么单独使用UCA可以增强学习和记忆的发现可能意味着“可以利用这些知识帮助患者,而不受到紫外线的破坏性影响.
这是自70-80年代之后,再度发现新的脑内谷氨酸生物合成通路.由于谷氨酸在大脑内具有参与细胞内蛋白合成 能量代谢以及兴奋性神经信号传递等多种重要的生理功能,因此该通路的发现对于了解大脑工作机理以及探索相关疾病发生机制都将起到非常重要的作用.
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