寵物NMN科普分享|NAD+水平的下降與狗狗癲癇發(fā)作后的腦損傷有關(guān)

? ? ? ? ? ?NAD+前體NMN消耗酶是預(yù)防癲癇引起的腦損傷的新靶點(diǎn)
·? ? ? ? ? CD38(一種 NAD+ 消耗酶)在癲癇期間腦細(xì)胞中的水平升高。
· ? CD38 成為癲癇中一個有趣的新靶點(diǎn)。
隨著自發(fā)性反復(fù)發(fā)作,一種稱為癲癇的疾病??赡軙捎谀X細(xì)胞的過度刺激而出現(xiàn)腦損傷。從本質(zhì)上講,腦細(xì)胞受損了。一些大腦區(qū)域容易受到癲癇引起的腦損傷,這一過程稱為癲癇發(fā)生,但我們?nèi)匀粚κ苡绊懙哪X細(xì)胞中究竟發(fā)生了什么知之甚少?!緦櫸颪MN科普分享】

在《大腦研究》上發(fā)表的一篇文章中,Khodaverdiana 及其同事表明,在小鼠癲癇發(fā)作和癲癇發(fā)生期間,煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)的水平急劇下降。與 NAD+ 水平的下降相對應(yīng)的是,伊朗德黑蘭塔比亞特莫達(dá)雷斯大學(xué)的研究小組發(fā)現(xiàn),在易發(fā)生癲癇的大腦區(qū)域海馬體中,一種降解 NAD+ 的酶(稱為 CD38)的水平和活性有所增加。與學(xué)習(xí)和記憶有關(guān)。該研究繼續(xù)表明,這些 NAD+ 和 CD38 水平的變化與鈣信號失調(diào)有關(guān),而鈣信號是腦細(xì)胞興奮性的基礎(chǔ),并可能解釋癲癇的發(fā)生?!緦櫸颪MN科普分享】
總之,這些結(jié)果表明,CD38 誘導(dǎo)的細(xì)胞鈣水平升高可能是癲癇中的一個關(guān)鍵損傷引起事件,并為開發(fā)一種有效的治療策略來對抗癲癇發(fā)生提供了目標(biāo)?!緦櫸颪MN科普分享】
NAD+ 水平因癲癇發(fā)作而改變【寵物NMN科普分享】
NAD+缺乏是包括癲癇在內(nèi)的幾種神經(jīng)系統(tǒng)疾病的重要因素。有趣的是,NAD+ 治療可以通過減少小鼠海馬中的細(xì)胞死亡來抑制癲癇發(fā)生。因此,研究 NAD+ 如何變得缺乏可能有助于開發(fā)一種有效治療癲癇等神經(jīng)系統(tǒng)疾病的綜合方法?!緦櫸颪MN科普分享】
癲癇發(fā)作期間 CD38 水平升高
Khodaverdiana 及其同事對此進(jìn)行了深入研究,發(fā)現(xiàn)由電過度刺激引起的嚙齒動物癲癇發(fā)作會導(dǎo)致海馬細(xì)胞中 NAD+ 水平顯著下降。當(dāng)他們研究與 NAD+ 消耗和降解有關(guān)的蛋白質(zhì)水平以找出癲癇期間 NAD+ 下降的罪魁禍?zhǔn)讜r,他們發(fā)現(xiàn)唯一改變的蛋白質(zhì)是 CD38,這表明 CD38 在癲癇發(fā)生過程中的關(guān)鍵作用?!緦櫸颪MN科普分享】

癲癇期間 NAD+ 和代謝 NAD+ 的酶的細(xì)胞水平。NAD+ 水平(左)隨著海馬神經(jīng)元癲癇的進(jìn)展階段而下降(S1:第 1 階段,S3:第 3 階段,S5:第 5 階段,C0:對照組)。參與 NAD+ 代謝的酶的蛋白質(zhì)水平(右),包括 CD38、PARP1 和 NAMPT。只有 CD38 顯示小鼠海馬神經(jīng)元的整個癲癇階段的蛋白質(zhì)水平顯著增加?!緦櫸颪MN科普分享】
CD38升高可能導(dǎo)致腦細(xì)胞過度興奮【寵物NMN科普分享】
CD38 不僅是一種 NAD+ 降解酶,而且還在控制細(xì)胞內(nèi)鈣水平方面發(fā)揮作用,這對于大腦和許多其他組織中的細(xì)胞間通訊至關(guān)重要。過多的鈣會導(dǎo)致腦細(xì)胞過度興奮,從而導(dǎo)致腦損傷?!緦櫸颪MN科普分享】
CD38通過從 NAD+ 產(chǎn)生一種稱為環(huán)狀 ADP 核糖 (cADPR) 的微小化合物,在控制鈣水平方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。通常,活化的 CD38 位于細(xì)胞外膜上,其酶成分面向細(xì)胞外部,會消耗 NAD+ 并吐出 cADPR,然后細(xì)胞可以使用 cADPR 來激活某些復(fù)合物,包括鈣通道。
幾項(xiàng)研究表明,cADPR 參與了分子復(fù)合物的激活,該分子復(fù)合物具有穿梭鈣的通道,這對于海馬和其他與癲癇發(fā)作相關(guān)的區(qū)域的細(xì)胞間通訊至關(guān)重要。這種復(fù)合物由蘭尼堿受體 (Ryr) 和一種名為 Fkbp-12.6 的蛋白質(zhì)組成,后者將儲存在稱為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的細(xì)胞結(jié)構(gòu)中的鈣釋放到腦細(xì)胞的細(xì)胞體 (細(xì)胞質(zhì)) 中的液體中,以及一種稱為 Fkbp-12.6 的蛋白質(zhì),該蛋白質(zhì)對于調(diào)節(jié)這些蘭尼堿受體的活性。當(dāng) Fkbp-12.6 與復(fù)合物結(jié)合時,蘭尼堿受體被關(guān)閉。但當(dāng)它從復(fù)合物中解離時,蘭尼堿受體就會被激活?!緦櫸颪MN科普分享】
Khodaverdiana 及其同事發(fā)現(xiàn),盡管在癲癇發(fā)生過程中蘭尼堿受體水平?jīng)]有變化,但他們發(fā)現(xiàn) Fkbp-12.6 蛋白水平降低了 20%。Khodaverdiana 及其同事認(rèn)為,CD38 水平升高和 Fkbp-12.6 水平降低可能會導(dǎo)致蘭尼堿受體過度刺激,從而使腦細(xì)胞興奮和癲癇,最終導(dǎo)致其死亡?!緦櫸颪MN科普分享】
?癲癇發(fā)生過程中海馬中 CD38 和 NAD+ 的復(fù)雜調(diào)節(jié)。Fkbp12.6 的水平是激活被稱為蘭尼堿受體 Ryr2 的鈣 (Ca2+) 通道所必需的,在癲癇發(fā)作時會降低,從而導(dǎo)致 Ryr2 過度活躍。過量的鈣會導(dǎo)致腦細(xì)胞過度興奮,從而導(dǎo)致癲癇發(fā)生中的損傷。
靶向 CD38 預(yù)防癲癇引起的腦損傷【寵物NMN科普分享】
這項(xiàng)研究表明,NAD+ 下降和鈣升高可能對癲癇的發(fā)展和癲癇發(fā)生至關(guān)重要。因此,CD38、fkbp12.6 等 cADPR 信號蛋白和蘭尼堿受體等鈣通道似乎是癲癇治療的潛在目標(biāo)。在著手針對這些蛋白質(zhì)治療癲癇發(fā)生之前,這些發(fā)現(xiàn)需要首先在人類身上得到證實(shí)。【寵物NMN科普分享】