医生和科学家已经知道，蓝斑是阿尔茨海默病和帕金森病中最先退化的大脑区域之一。但为什么这个地区如此脆弱，人们就不太了解了。
在继续探索一种罕见的神经遗传疾病的同时，布朗大学的一个研究团队发现了解释这一重要问题的解释。
在《疾病神经生物学》(Neurobiology of Disease)杂志上，研究人员报道了蓝斑神经元退行性变的一种新机制，这种退行性变是由线粒体酶GPT2的缺失引起的，GPT2与研究人员关注的神经疾病有关。
“这些发现代表了对大脑这一非常重要的部分的研究的一个新方向，”研究作者埃里克·莫罗博士说，他是沃伦阿尔珀特医学院的生物学、神经科学、精神病学和人类行为的教授，也是布朗大学转化神经科学中心的主任。
蓝斑位于脑干，是一个关键的区域，容纳了主要的神经元来源，通过整个大脑的投射提供神经递质去甲肾上腺素。莫罗说，去甲肾上腺素是许多疾病治疗的常见药物靶点。
蓝斑与注意力、学习、情绪、清醒和睡眠等多种认知过程有关。这部分大脑神经元的死亡也与阿尔茨海默病和帕金森病等认知疾病有关。莫罗说，近年来，蓝斑已经成为一个广泛而激烈的研究领域。然而，他的团队最初并没有在实验中努力研究大脑的这一部分。
莫罗说:“这就是这个发现如此令人兴奋的原因之一。”“这完全是一个偶然的发现，坦率地说，可能会被忽略。这是一个例子，表明专注于基因信息的研究可以教给我们以前无法预见的关于大脑的知识。”
包括布朗大学神经科学研究生奥桑·贝塔斯在内的研究小组一直在研究一种特殊的基因突变是如何与一种罕见的神经遗传病——GPT2缺陷(Morrow实验室于2016年首次报告的一种遗传综合征)有关的。该基因被称为GPT2(谷氨酸丙酮酸转氨酶2)，它产生的一种酶对细胞的能量中心——线粒体的代谢途径至关重要。
在将突变引入实验室小鼠的代谢基因以研究GPT2缺陷后，研究人员发现，这种线粒体酶的缺失导致蓝斑在小鼠的寿命中相对较早和选择性地退化。
GPT2酶通过补充三羧酸循环中间体和调节氨基酸代谢来调节神经元的生长。在没有GPT2酶的小鼠中，研究人员观察到蓝斑中的神经元早期丧失，以及其他退化的迹象，如蛋白质合成不足和细胞生长迟缓。
这项工作的一个特定部分涉及神经元的电生理学。这些实验是在合著者Julie Kauer的实验室中进行的，她当时在布朗大学，现在是斯坦福大学精神病学和行为科学教授。
“我们的研究结果表明，代谢改变可能是蓝斑神经退行性变的最初驱动力，”该研究的主要作者Baytas说。“确定这种退化的确切原因可能会告诉我们蓝斑的疾病机制，我们可以纠正，或更好地预防，以阻止痴呆症和相关的行为条件。我们在一种神经代谢性疾病的小鼠模型中的发现为蓝斑神经变性开辟了新的前景，并鼓励进一步研究这些神经元的代谢易感性。”
莫罗说，由于药物治疗对蓝斑的关注，这一关于该大脑区域早期损伤的发现将引起神经科学和神经精神病学领域的广泛关注。他补充说，希望这些研究最终能找到治疗阿尔茨海默病和其他神经退行性疾病的靶点。
