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《Biomolecules》论文:提升 NAD+水平对神经损伤有治疗潜力?

发布时间:2021-01-25NMN功效 81 次

科学家回顾了蛔虫研究,表明 NAD+水平可以作为治疗神经元损伤的一种选择.

神经系统的损害来自于脑损伤和脑疾病,如老年痴呆症和帕金森病. 损伤和疾病引起的神经元损伤可在发病后的短期内发生,也可在长期内发生. 研究人员使用各种损伤和疾病的动物模型,希望能确定短期和长期神经元损伤的治疗策略.

最近,Kim 和来自韩国 Hallym 大学的同事在《生物分子》上发表了一篇综述文章,讨论了分子烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)及其前体在蛔虫(秀丽线虫)神经元损伤中的作用. 他们提出,高水平的 NAD+可以保护神经元免受损害,而低水平的 NAD+可以促进传递细胞信号的神经元区域——轴突的生成. 他们还研究了在不同组织的特定时间点调节 NAD+水平是否能对抗神经条件和损伤引起的神经退行性疾病和神经元损伤.

《Biomolecules》论文:提升 NAD+水平对神经损伤有治疗潜力?

NAD+在细胞中有过多的作用,从代谢反应产生能量到细胞信号传导、DNA 修复和基因表达. 合成或消耗 NAD+的酶已被证明在保护神经元和轴突再生中起着关键作用. 由于人类和蛔虫共用合成和调节 NAD+的所有分子成分,研究人员利用蛔虫来研究改变神经元中 NAD+水平的影响.

回顾中介绍的使用蛔虫进行的 NAD+研究的一些最新发现集中在如何研究短期轴突损伤表明高水平的 NAD+不能防止轴突退化. 科学家们利用带有基因突变的蛔虫来增加神经元中 NAD+的水平,但这种基因突变对显微激光诱发的轴突损伤引起的轴突变性没有保护作用.

《Biomolecules》论文:提升 NAD+水平对神经损伤有治疗潜力?

回顾中提出的进一步的研究包括检查长期的神经元损伤,并发现 NAD+水平的升高起到神经保护作用,保护细胞体. 当科学家通过控制一种在 NAD+生物合成中起关键作用的酶 NAD+水平,即 NMNAT/NMAT-2 来提高 NAD+水平时,他们发现较高的 NAD+水平对具有神经损伤的蛔虫具有神经保护作用.

(Lee 等人,2020 年|生物分子)蛔虫神经元损伤模型有助于理解操纵 NAD+有助于治疗神经元损伤的细胞机制. 有多种方法可以模拟蛔虫的神经元损伤. (A) 激光辅助轴突损伤可诱发轴突短时损伤. (B) 一种通过基因操作诱发长期神经元损伤的方法,这种遗传操作可造成神经元的化学过度刺激(兴奋性毒性),突变可促进神经退行性疾病,或长期接触化疗药物.

这篇综述提出的数据表明,一种 NAD+水平升高可以抑制轴突再生的细胞机制涉及到依赖于 NAD+的 PAR 蛋白. 有趣的是,具有抑制 PARP 功能的突变体蠕虫增强了轴突再生能力. 此外,研究人员推测,随着合成 NAD+的酶的突变,NAD+水平的降低并没有激活 PARP 蛋白对轴突再生的抑制活性. 因此,根据他们的理论,降低 NAD+水平将促进轴突再生.

“当我们开始更详细地了解 NAD+生物学时,我们可能需要在适当的时间框架和特定组织中调节 NAD+水平,” Kim 及其同事在评论中表示. 在神经元损伤后,使用高剂量的 NAD+治疗可能有助于保护受损的神经元,消耗 NAD+以后可能有助于轴突再生. 对 NAD+生物学的全面了解将有助于 NAD+治疗神经系统损伤的研究.

(Lee 等人,2020 年|生物分子) NAD+水平和蛔虫受损神经元的反应表明,在某些时间段提高 NAD+水平可以促进神经保护,而在其他时间段降低 NAD+水平则可以刺激轴突再生. (A) 升高的 NAD+水平保护受损的神经元,而降低的 NAD+水平促进轴突再生. (B) 在不同时间框架内提高和降低 NAD+水平的拟议战略,以促进神经元损伤后的恢复.