老鼠研究提供了新的线索认知衰退
新的研究表明,某些类型的脑细胞可能“挑食”,似乎更喜欢一个特定的能源超过别人。这一研究成果对于理解认知能力下降在衰老和退化性疾病,如阿尔茨海默氏症和多发性硬化症。
研究老鼠,圣路易斯华盛顿大学医学院的调查人员表明一个特定的能源叫做NAD重要的细胞负责维护大脑的整体结构和执行复杂的认知功能。NAD(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸)是一种分子,收成能源从营养食物并将其转换成细胞可以使用一种形式。
这项研究发表在两个期刊文章5月8日出版的在EMBO杂志出版的欧洲分子生物学组织在最近一期的《神经科学杂志》上。
“我们感兴趣的是了解细胞使NAD和对细胞功能的影响,尤其是在衰老和长寿的背景下,“Shin-ichiro Imai表示,医学博士,博士,发育生物学和医学教授和高级这两篇论文的作者。例如,“我们知道NAD水平随着年龄增长而减少肌肉和脂肪等组织。我们想知道如果在大脑中也是如此。”
研究者观察两种类型的脑细胞:成人神经干细胞,负责维护供应的神经元及其支持细胞,和前脑神经元,执行复杂的认知任务至关重要。
在在EMBO杂志随着年龄的增长,他们说NAD含量下降在老鼠的海马,认知的大脑的至关重要的区域。然后研究人员利用基因技术来发现会发生什么当NAD制造业是关闭的成年老鼠大脑的神经干细胞。
新陈代谢“神经干细胞非常昂贵,所以你可能会认为他们是特别容易受到损失的一种能源,”第一作者说藤本植物罗伯茨Stein Imai博士,博士后研究员的实验室。“还有其他的能源大脑细胞,如葡萄糖,但没有人看着这些细胞NAD来自哪里。”
马里兰州Shin-ichiro Imai博士(左)和藤本植物罗伯茨Stein博士学位。信贷:罗伯特波士顿
据研究人员介绍,有四个途径NAD合成,科学家们只关注了一个。他们想知道这个特殊的路径a长期专注Imai实验室重要的这些细胞或者其他路线可以补偿。
维生素B的途径开始烟酰胺。细胞把饮食烟酰胺,辅助叫做Nampt的蛋白质,称为NMN能否制造一个分子,然后进一步处理河畔。当后者消除Nampt从神经干细胞,几个重大的改变发生。
NAD水平下降,神经干细胞停止分裂;他们停止了更新;他们不再能够创建重要的细胞,使轴突,携带电子信号的“线”在整个大脑。用更少的绝缘,这些信号慢下来,损害大脑功能。
Imai和斯坦指出这项发现可能的治疗的影响,尤其是考虑到已知衰老和某些疾病的认知能力下降。
“科学家们表明,随着年龄的增长实际上并不是一个大神经元总人口下降,”斯坦说。“但在白质有相当可观的减少,这主要是由轴突细胞功能绝缘。这个途径也可能是相关条件涉及到细胞,使这个绝缘的损失,像多发性硬化症。”
Imai和斯坦还发现他们可以防止损失的神经干细胞失踪Nampt通过给小鼠NMN能否,接下来的分子链中的事件导致河畔。
“我们给了老鼠NMN能否在他们的饮用水为12个月,”斯坦说。“高剂量,我们看到的救援神经干细胞池在老老鼠。”
Imai称这一结果令人兴奋,因为它支持未来的NMN能否补充的可能性。
“我们认为,NMN能否可以在人们传达类似的效果,“Imai表示。“未来的临床试验NMN能否会告诉我们如果有任何人类的功效。”
除了维持干细胞的数量和保持大脑提供所有的细胞类型,研究人员表明,NAD对认知的过程本身也是至关重要的。
报告在《神经科学杂志》上,他们表明,神经元正常小鼠前脑严重依赖NAD的认知功能。而不是删除Nampt干细胞,这一次斯坦删除它只在前脑神经元。其他所有细胞都是正常的,包括那些使轴突绝缘。
没有Nampt及其最终产品,NAD前脑神经元,老鼠的行为发生了翻天覆地的变化,根据调查人员的工作。
“老鼠非常活跃,增加了双重的活动水平,”斯坦说。“他们还显示焦虑行为的丧失。这些老鼠似乎没有意义或恐惧存在潜在威胁的情况,显示相当激烈的记忆缺陷。”
斯坦指出,这些神经元在大脑的一个区域,特别容易受到中风从阿尔茨海默病神经退行性条件。
“这些神经元可能依赖Nampt负责他们的极端敏感性,这种情况下,”她说。“这将是有趣的这些疾病小鼠模型,看看补充NMN能否为他们的行为或内存提供任何好处。”
“我们还没有做过研究,”Imai补充道。“但这是整个领域方向。”
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出版物
藤本植物R Stein Shin-ichiro Imai。特定的Nampt消融在成人神经干细胞衰老期间概括他们的功能缺陷。2014年5月8日EMBO杂志发表。doi: 10.1002 / embj.201386917
L.R. Stein测向沃兹尼亚克,j.t迪尔伯恩,美国日本久保田公司,R.S.利润率和泉y,严峻Zorumski, Imai。表达Nampt在海马和皮质兴奋性神经元对认知功能至关重要。《神经科学杂志》上,发表于2014年4月23日。doi: 10.1523 / jneurosci.4730 - 13.2014
