鼠标研究为认知下降提供了新的线索
新的研究表明,某些类型的脑细胞可能是“挑剔的食物”,似乎更喜欢对他人的一个特定能源来源。该发现对了解老化和退行性疾病(如Alzheimer和多发性硬化症)的认知下降有影响。
研究小鼠,来自华盛顿大学医学院的研究人员,ST.LOUIS的特定能源在负责维持大脑整体结构和进行复杂认知功能的细胞中是重要的。NAD(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸)是从食物中的营养物中收获能量的分子,并将其转化为可以使用的形式细胞。
这项工作出现在两个期刊文章中 - 于5月8日问题盟军杂志,欧洲分子生物学组织的出版物,以及最近一期的神经科学杂志。
“我们有兴趣了解细胞如何使NAD以及对蜂窝功能的影响,特别是在老龄化和寿命的背景下,”Shin-Imai,MD,博士,发育生物学和医学教授和医学和高级作者这篇论文。“例如,我们知道,例如,NAD水平随着肌肉和脂肪的组织中的年龄而降低。我们想知道大脑中也是如此。”
研究人员观察了两种脑细胞:一种是成人神经干细胞,负责维持神经元及其支持细胞的供应;另一种是前脑神经元,对执行复杂的认知任务至关重要。
在盟军杂志,他们报告说,在小鼠海马中的年龄下降,脑电图的年龄降低,脑的重要地区认知。然后,研究人员使用遗传技术来了解在小鼠脑的成年神经干细胞中关闭NAD制造时会发生什么。
“神经干细胞是非常昂贵的,因此您可能希望他们特别容易丧失能源源,”IMAI的实验室博士后研究人员博士博士博士博士博士。“还有其他能源来源脑细胞,如葡萄糖,但没有人看过NAD在这些细胞中的位置。“
据研究人员称,NAD的合成有四条途径,而科学家们只专注于其中一条。他们想知道这种特殊的途径——Imai实验室长期关注的焦点——对这些细胞是否重要,或者其他途径是否可以弥补。
该途径从B维生素尼古罗酰胺开始。细胞服用膳食烟酰胺,并且用辅助蛋白质称为命名,制备称为NMN的分子,然后进一步处理以制备NAD。当斯坦坦从神经干细胞中消除命名时,发生了几个重大变化。
NAD水平下降,神经干细胞停止分裂;他们不再振作了;他们也无法制造出隔离轴突的重要细胞,轴突是大脑中传递电信号的“线路”。绝缘越少,这些信号就会变慢,损害大脑功能。
Imai和Stein指出了这一发现可能的治疗方法,特别是鉴于衰老和某些疾病的认知下降所知。
“科学家们已经表明,随着年龄的增长,神经元种群实际上并不大幅下降,”斯坦德说。“但是白质有很大的减少,主要是由轴突绝缘中起作用的细胞组成。该途径也可以在涉及使这种绝缘的细胞丧失的条件下,如多发性硬化。”
Imai和Stein也发现它们可以通过给予小鼠NMN,导致NAD的事件链中的下一个分子失去神经干细胞失去了神经干细胞。
“我们在他们的饮用水中给了牛仔母鸡12个月,”斯坦说。“在较高的剂量上,我们看到了一个救援神经干细胞老年老鼠的游泳池。“
Imai叫做这一发现令人兴奋的是因为它支持未来NMN补充的可能性。
Imai说:“我们认为NMN可能会在人身上产生类似的效果。”“未来对NMN的临床试验将告诉我们它是否对人类有效。”
除了维持干细胞群体外,还将大脑保留所有细胞类型,研究人员表明NAD对认知本身的过程也至关重要。
在报告神经科学杂志他们发现,老鼠前脑的神经元在正常认知功能中严重依赖NAD。而不是删除Nampt干细胞,这次Stein仅在前脑的神经元中删除它。所有其他细胞正常,包括制造轴突绝缘的细胞。
根据调查员,没有命名和最终产品,在前脑神经元中,小鼠的行为发生了显着变化。
“小鼠真正过度活跃,活度水平的两倍增加,”斯坦德说。“他们还表现出焦虑的行为丧失。这些小鼠似乎并没有感知或担心潜在的威胁情况并显示出相当剧烈的内存缺陷。”
斯坦坦指出,这些神经元在脑大脑的区域中,已知的脑中特别容易受到阿尔茨海默病的神经变性条件的影响。
“这些神经元对命名的依赖可能是对这些条件的极端易感性,”她说。“模拟小鼠中的一些疾病并看看补充NMN是否为他们的行为或记忆提供了任何益处,这将是有趣的。”
“我们还没有这样做,”Imai补充道。“但这是整个领域正在进行的方向。”
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