中科大教授《Cell》发文：阳光能让你更聪明
来源：生物通
生物通报道：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《Cell》杂志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。
这一研究成果由中国科技大学生命科学学院熊伟教授研究组与中科大化学学院黄光明教授研究组合作完成，文章一作是朱洪影和王宁。
“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，”阿拉巴马大学的皮肤科医生Andrzej Slominski（未参与该项研究）说。
都柏林大学生物医学工程中心的皮肤科学家Martin Steinhoff（未参与该项研究）也认为，“这是一篇有趣且及时的论文，作者完成了一个有趣的观察，发现了中度紫外线照射与……尿刊酸分子（生成）之间的关联。他们提出这种分子进入大脑，通过谷氨酸释放激活谷氨酰胺能神经元，增加记忆和学习。”
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（该项工作已于2017年发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上），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。
“这是一个惊喜，因为我们检查了所有的文献，并没有发现中枢神经系统中存在这种小分子的报道，”熊教授说。
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。
日光照射改善人类情绪、学习和记忆的分子及神经环路机制
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。
夏天已经到来，让我们拥抱阳光吧。
延伸阅读：光照可以减脂
原文标题：
H. Zhu et al., “Moderate UV exposure enhances learning and memory by promoting a novel glutamate biosynthetic pathway in the brain,” Cell, doi: 10.1016/j.cell.2018.04.014, 2018.
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阳光让你更聪明？
阳光紫外线辐射是导致皮肤癌的主要原因，但它也提供了一些健康上的益处。例如促进人体必需的维生素 D 的产生，还可以改善情绪。这项新的研究将增强学习和记忆能力列入紫外线的意外好处中。
研究人员发现紫外光照射会激活小鼠体内一条特定分子通路，增加大脑中谷氨酸化合物的产生，提高动物学习和记忆的能力。这为最近提出的紫外光调节大脑和中枢神经内分泌系统的理论提供了更多的支持。作者将中等程度的紫外线暴露和尿酸分子的产生联系在一起。他们假设这种分子进入大脑，通过释放谷氨酸激活谷氨酰胺能神经元，进而加强记忆力和学习能力。但总体来说，紫外线对人类是危险的。
领导这项研究的中国科学科技大学熊伟教授是在“无意中”得到这个最初发现的，他们的实验结果揭示了皮肤受紫外线照射后会产生尿酸这一鲜为人知的事实。
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