研究揭示NAD+在壽命和共濟失調中的作用

2020-12-24 科學網

研究揭示NAD+在壽命和共濟失調中的作用

作者:

小柯機器人

發布時間:2020/6/23 15:43:33

美國西北大學Navdeep S. Chandel研究組利用腦線粒體複合體I功能障礙的小鼠模型發現,NAD+再生可挽救壽命,但不能挽救共濟失調。2020年6月22日,《細胞—代謝》在線發表了這一成果。

研究人員測試了NAD+再生或質子泵,即生物能學,是否是線粒體複合體I在預防腦部病理學方面的主要功能。研究人員構建了一種小鼠,其能夠條件性表達酵母NADH脫氫酶(NDI1),這是一種無需質子泵就能代替含有45個亞基的哺乳動物線粒體複合體I的NAD+產生酶。在由NDUFS4(線粒體複合體I的亞基)缺失驅動的Leigh症候群小鼠模型中,NDI1表達足以顯著延長壽命,而不會顯著改善運動功能。

 

因此,大腦中的線粒體複合物I活性通過其NAD+再生能力來支持機體存活,而最佳的運動控制則需要其生物能功能。

 

據了解,線粒體複合體I分別再生NAD+和質子泵用於TCA循環和ATP產生。線粒體複合物I功能障礙與許多腦部疾病有關,包括Leigh氏症候群和帕金森氏病。

 

附:英文原文

Title: NAD+ Regeneration Rescues Lifespan, but Not Ataxia, in a Mouse Model of Brain Mitochondrial Complex I Dysfunction

Author: Gregory S. McElroy, Colleen R. Reczek, Paul A. Reyfman, Divakar S. Mithal, Craig M. Horbinski, Navdeep S. Chandel

Issue&Volume: 2020-06-22

Abstract: Mitochondrial complex I regenerates NAD+ and proton pumps for TCA cycle function andATP production, respectively. Mitochondrial complex I dysfunction has been implicatedin many brain pathologies including Leigh syndrome and Parkinson’s disease. We soughtto determine whether NAD+ regeneration or proton pumping, i.e., bioenergetics, isthe dominant function of mitochondrial complex I in protection from brain pathology.We generated a mouse that conditionally expresses the yeast NADH dehydrogenase (NDI1),a single enzyme that can replace the NAD+ regeneration capability of the 45-subunitmammalian mitochondrial complex I without proton pumping. NDI1 expression was sufficientto dramatically prolong lifespan without significantly improving motor function ina mouse model of Leigh syndrome driven by the loss of NDUFS4, a subunit of mitochondrialcomplex I. Therefore, mitochondrial complex I activity in the brain supports organismalsurvival through its NAD+ regeneration capacity, while optimal motor control requiresthe bioenergetic function of mitochondrial complex I.

DOI: 10.1016/j.cmet.2020.06.003

Source: https://www.cell.com/cell-metabolism/fulltext/S1550-4131(20)30304-1

相關焦點

  • 話說「共濟失調」
    共濟失調,是指在沒有肌力減退的情況下,肢體運動的協調功能障礙,從而導致步態不穩,平衡失調,姿勢異常或/和動作不協調等。正常的隨意運動是在大腦皮層、基底節、前庭系統、深感覺和小腦的共同參與下完成的。這其中,小腦雖然不發出運動衝動,但通過傳入纖維和傳出纖維與脊髓、前庭、腦幹、基底節及大腦皮質等部位聯繫,達到對運動神經元的調節作用。
  • 共濟失調是慢性病!真的不用治療麼?
    深感覺、前庭系統、小腦和大腦損害都可發生共濟失調,分別稱為感覺性、前庭性、小腦性和大腦性共濟失調。還有原因不明的因素,有的伴有智能不全或痴呆。應針對原發病進行治療。 3、前庭性共濟失調 因前庭系統損害引起,以平衡障礙為主。特徵為靜止與運動時均出現平衡障礙。與小腦性共濟失調有相同點,如站立時兩足基底寬、身體不穩、向側方或後方傾倒、步行時偏斜等。但一般都有明顯眩暈、眼震和前庭功能試驗異常等可資鑑別。
  • 小腦共濟失調,堅持和放棄兩種命運截然不同
    人生本就是一場有關選擇的馬拉松,無時無刻不在做著選擇,而堅持和放棄決然是兩種不同的局面!身患小腦共濟失調的你,在痛苦著的你,放棄治療和堅持治療將是兩種截然不同的命運,你會選擇前進還是後退?一般患有小腦共濟失調的患者,主要臨床症狀表現行走不穩、肢體震顫、言語含糊、姿勢異常、無法完成精細動作、肌張力低、動作笨拙、書寫困難等。由於小腦共濟失調的患者往往會出現走路姿勢搖擺不定,很可能會出現經常摔倒,引發骨折、顱內血腫進而產生一些併發症。面對小腦共濟失調,你可能聽很多人說過:「小腦共濟失調是治不了的。」
  • 16歲女孩出現共濟失調、振動幻視和行為改變,原因為何?
    對於眼球運動異常和共濟失調的年輕患者該如何診斷和鑑別診斷?近期(4月21日)Neurology雜誌臨床推理系列報導了一例16歲女孩出現共濟失調、振動幻視和行為改變,一起看看其臨床推理過程吧。
  • 多系統萎縮發病原因不明,會引起帕金森症候群、小腦共濟失調
    導語:多系統萎縮(multiple system atrophy,MSA)是一種在成人中發生的散在神經退行性疾病。臨床表現有自主神經功能障礙、帕金森症候群、小腦共濟失調、錐體束症候群等。因為系統在發病時的累積次序不同,其臨床表現也不同。
  • 共濟失調症:待攻克的難題?
    共濟失調症:待攻克的難題。  情感勵志劇《養父》陸續在幾大衛視謝幕,張國立、牛莉等主角表演給力,令觀眾hold不住眼淚橫流。劇中,張國立扮演的善良養父樓志軍,不幸罹患上了一種叫做「遺傳性痙攣性共濟失調」的絕症,出現一系列身體不受控制的症狀。他在自己生命即將走到盡頭的時候,決定給三個孩子找到「根」。大多數觀眾可能是第一次聽到「遺傳性痙攣性共濟失調」。
  • 研究揭示人內側額葉皮層在記憶選擇過程中的作用
    研究揭示人內側額葉皮層在記憶選擇過程中的作用 作者:小柯機器人 發布時間:2020/6/28 11:33:27 美國西達.賽奈醫學中心Ueli Rutishauser小組發現通過人內側額葉皮層
  • 研究揭示氣候和土地利用相互作用對熱帶雨林和乾熱河谷生態系統中...
    然而,學界缺乏關於區域物種多樣性如何應對氣候和生境變化的研究。蝴蝶物種豐富,分類學和生態學特徵明確,是國際上公認的高靈敏性環境變化指示生物。中國科學院西雙版納熱帶植物園協同進化研究組科研人員以蝴蝶為研究對象,2016至2018年,在西雙版納熱帶雨林(勐侖)地區及玉溪元江乾熱河谷地區,使用樣線法系統,調查5種不同生境中蝴蝶的物種組成,分析生境和氣候因素對蝴蝶多樣性的影響。三年期監測中,研究人員在兩個地區共記錄到288種蝴蝶,其中西雙版納熱帶雨林地區有254種,元江乾熱河谷地區有143種。
  • 蛋白磷酸化失調特徵揭示2型糖尿病肌肉胰島素抵抗機制
    蛋白磷酸化失調特徵揭示2型糖尿病肌肉胰島素抵抗機制 作者:小柯機器人 發布時間:2020/9/7 14:57:21 美國哈佛醫學院C. Ronald Kahn課題組揭示出2型糖尿病患者肌肉胰島素抵抗的蛋白磷酸化失調特徵。
  • 研究揭示鈣鈦礦量子點激子複合與自旋弛豫的定標規律
    近日,中國科學院大連化學物理研究所分子反應動力學國家重點實驗室光電材料動力學創新特區研究組研究員吳凱豐團隊採用飛秒瞬態光譜技術,系統地研究了鈣鈦礦量子點體系的激子複合與自旋動力學,揭示了量子點尺寸與組分對俄歇複合和自旋弛豫壽命的影響,並基於光學斯塔克效應實現了對自旋態能量的操縱,對理解鈣鈦礦量子點的基本光物理及其在光電和量子器件方面的應用具有重要意義。
  • 亞洲飲食失調研究在線研討會
    本次會議邀請了亞洲多個國家和地區的研究者介紹他們在飲食失調領域的傑出研究工作,內容包括飲食失調症狀表現的歷史趨勢,流行病學研究,醫療服務的提供和利用,以及預防和治療措施。International Journal of Eating Disorders期刊主編Ruth Striegel Weissman和副主編Jennifer J.
  • 研究揭示定向進化如何重塑酶的能量分布從而增強催化作用
    研究揭示定向進化如何重塑酶的能量分布從而增強催化作用 作者:小柯機器人 發布時間:2020/11/22 23:35:24 定向進化如何重塑酶的能量分布以增強催化作用,這一成果由美國布蘭代斯大學Dorothee Kern和瑞士蘇黎世聯邦理工學院
  • 研究揭示人類癌症中的功能進化依賴性
    研究揭示人類癌症中的功能進化依賴性 作者:小柯機器人 發布時間:2020/9/30 15:45:48 近日,瑞士洛桑大學Giovanni Ciriello團隊揭示人類癌症中的功能進化依賴性。
  • 研究揭示骨髓增生異常綜合症發病機制
    研究揭示骨髓增生異常綜合症發病機制 作者:小柯機器人 發布時間:2020/4/23 13:31:49 美國辛辛那提兒童醫院醫學中心Daniel T.
  • 研究揭示肥胖形成中的「連鎖反應」
    研究揭示肥胖形成中的「連鎖反應」 作者:小柯機器人 發布時間:2020/12/22 12:55:31 美國哈佛大學Gkhan S.
  • 研究揭示CHD1丟失促進雄激素治療耐藥性機制
    研究揭示CHD1丟失促進雄激素治療耐藥性機制 作者:小柯機器人 發布時間:2020/3/28 21:48:02 近日,美國德克薩斯大學西南醫學中心Ping Mu、紀念斯隆-凱特琳癌症中心Charles L.
  • 乳酸桿菌缺失不一定是細菌性陰道炎風險標誌 研究揭示背後機制
    中國科學院昆明動物研究所中新網昆明12月7日電 (記者 胡遠航)記者7日從中國科學院昆明動物研究所獲悉,該所研究人員的一項研究揭示「非乳酸桿菌佔優勢」的女性抵禦細菌性陰道炎菌群失調的潛在機制,並為建立全新的細菌性陰道炎診斷和風險評估技術提供重要支持證據。細菌性陰道炎系常見的女性生殖道疾病。
  • 高福/施一等中外研究團隊揭示黃病毒廣譜保護性抗體的作用機制
    高福/施一等中外研究團隊揭示黃病毒廣譜保護性抗體的作用機制 作者:小柯機器人 發布時間:2021/1/8 14:02:35 中國科學院微生物研究所高福院士研究組、施一研究組與澳大利亞昆士蘭大學Paul R.
  • 研究揭示電沉積錳氧化物中的銨離子存儲原理
    研究揭示電沉積錳氧化物中的銨離子存儲原理 作者:小柯機器人 發布時間:2020/12/19 13:55:54 東北大學Yu Song等研究人員合作揭示電沉積錳氧化物中的銨離子存儲原理。