【原文標題】Effects of NAD+ in Caenorhabditis elegans Models of Neuronal Damage
【標題翻譯】NAD+在秀麗隱桿線蟲神經(jīng)元損傷模型中的作用
【文獻作者】Yuri Lee， Hyeseon Jeong， Kyung Hwan Park， Kyung Won Kim
【發(fā)布雜志】Biomolecules
【發(fā)布時間】2020.07
【影響因子】4.082
【文獻解讀】
煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)存在于所有活細胞中，并在許多基本生物學(xué)過程中發(fā)揮重要作用，例如代謝、細胞信號傳導(dǎo)、基因表達和DNA修復(fù)。NAD+可以從NAD+的前體產(chǎn)生，其中包括煙酸(NA)、煙酰胺(NAM)、煙酰胺單核苷酸(NMN)和煙酰胺核糖核苷(NR)。這四種化合物為維生素B3或其衍生物，可以從飲食中攝取。研究表明，NAD+的生物合成具有保護神經(jīng)元免受損傷的作用。
(注:圖片摘自網(wǎng)絡(luò))
根據(jù)有害刺激的持續(xù)時間，損傷的類型可分為急性(短期)和慢性(長期)損傷。慢性神經(jīng)元損傷可導(dǎo)致軸突變性和興奮性毒性，其中神經(jīng)元興奮性毒性常常誘導(dǎo)神經(jīng)遞質(zhì)谷氨酸的過量釋放，并且觸發(fā)軸突退化和神經(jīng)元死亡。神經(jīng)元興奮性毒性是包括亨廷頓舞蹈癥、阿爾茨海默病和帕金森病在內(nèi)的幾種神經(jīng)退行性疾病的致病因素。
亨廷頓舞蹈病是一種遺傳性神經(jīng)疾病，可導(dǎo)致神經(jīng)元進行性變性，表現(xiàn)在身體運動不協(xié)調(diào)、心智衰退。在線蟲模型中發(fā)現(xiàn)，使用沉默信息調(diào)節(jié)因子SIRT1的激活劑或使SIRT1表達上調(diào)可以減輕軸突變性，恢復(fù)軸突形態(tài)。由于NAD+是SIRT1發(fā)揮活性的必需底物，因此NAD+含量的增加也會激活SIRT1，用于亨廷頓舞蹈病的治療。
(注:圖片摘自網(wǎng)絡(luò))
阿爾茲海默病是老年人中最常見的神經(jīng)退行性疾病。通過過量表達β-淀粉樣蛋白或tau蛋白建立線蟲的阿爾茲海默病模型。NAD+前體之一NR可降低β-淀粉樣蛋白的毒性，而通過補充另一種NAD+前體NMN進行線粒體刺激可逆轉(zhuǎn)阿爾茲海默病線蟲模型的記憶障礙。線粒體的增強還消除了人類神經(jīng)元中與阿爾茲海默病有關(guān)的tau過度磷酸化，并逆轉(zhuǎn)了轉(zhuǎn)基因tau小鼠的記憶障礙。
帕金森病是一種成人發(fā)作的神經(jīng)系統(tǒng)運動障礙，多巴胺能神經(jīng)元會逐漸退化。帕金森病的特征是α-突觸核蛋白在路易體內(nèi)積聚。在帕金森病模型中，α-突觸核蛋白的表達引起多巴胺能神經(jīng)元的喪失、多巴胺依賴性行為的缺乏和多巴胺水平的降低。暴露于重金屬，如甲基汞或過量的錳，也會導(dǎo)致帕金森病。暴露于甲基汞或錳會導(dǎo)致細胞氧化應(yīng)激、線粒體功能障礙和NAD+的耗竭。主要原因是高水平的活性氧會誘導(dǎo)DNA損傷，進而觸發(fā)DNA損傷反應(yīng)蛋白PARP的活性，這會加劇NAD+的消耗。有趣的是，補充NAD+的預(yù)處理可以減少甲基汞誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激、多巴胺能毒性和行為缺陷。
(注:圖片摘自網(wǎng)絡(luò))
【文獻總結(jié)】
NAD+是介導(dǎo)所有活細胞中眾多生物學(xué)過程的重要輔助因子。多種NAD+生物合成酶和NAD+消耗酶參與神經(jīng)保護和軸突再生。研究發(fā)現(xiàn)，NAD+及其前體具有對興奮性毒性和軸突變性的神經(jīng)保護作用。因此，NAD+水平的調(diào)節(jié)可能是對抗許多神經(jīng)退行性疾病以及神經(jīng)毒素誘導(dǎo)的和外傷性神經(jīng)元損害的有前途的治療策略。
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【延伸閱讀】
軸突:亦稱“軸索”，是從神經(jīng)元發(fā)出的一條突起。軸突的主要作用是傳導(dǎo)由神經(jīng)元胞體發(fā)生的興奮沖動，并將沖動傳遞到另外神經(jīng)元上或傳遞到肌肉和腺細胞的效應(yīng)器上。
【文獻節(jié)選】
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