01 文章背景簡(jiǎn)介

BACKGROUND INTRODUCTION

在多種細(xì)胞代謝反應(yīng)中,煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)分子都扮演著重要角色,是細(xì)胞保持活力的重要支撐。但隨著年齡增長(zhǎng),NAD+水平會(huì)不斷下降,細(xì)胞代謝能力也隨之受到影響。雖然科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)細(xì)胞產(chǎn)生NAD+是始于一種稱(chēng)為煙酰胺單核苷酸(NMN)的前體分子,但對(duì)于這種前體分子是如何進(jìn)入細(xì)胞進(jìn)而加工成NAD+的,卻一直不清楚。

華盛頓大學(xué)研究人員為這一謎題找到了答案。他們?cè)诩?xì)胞和小鼠中進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),最終發(fā)現(xiàn)了NMN的輸送機(jī)制。研究顯示:Slc12a8蛋白會(huì)在鈉離子的幫助下,將NMN直接運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞中,并迅速發(fā)揮作用,用于NAD+的生產(chǎn)。而當(dāng)NAD+水平下降時(shí),細(xì)胞還會(huì)增強(qiáng)Slc12a8基因的表達(dá),增加其運(yùn)輸NMN的能力。研究人員指出,NMN輸送機(jī)制的發(fā)現(xiàn)具有重要意義,有助于科學(xué)家找到增加對(duì)衰老細(xì)胞供應(yīng)能量的方法。過(guò)去研究表明,給老年小鼠服用NMN有益于其全身新陳代謝,對(duì)骨骼肌、肝功能、骨密度、眼功能、胰島素敏感性、免疫功能等都有積極影響。而此次新研究則表明,補(bǔ)充N(xiāo)MN和刺激MMN轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白相結(jié)合的策略,可能有助于老年人維持細(xì)胞能量,緩解與衰老有關(guān)的慢性病癥狀。目前,研究人員已經(jīng)確定能夠增強(qiáng)NMN轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白功能的小分子,并與制藥公司合作開(kāi)發(fā)針對(duì)老年慢性病的新療法。該文章于2019年1月1日由美國(guó)華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院研究人員Alessia Grozio等人發(fā)表在了《Nature Metabolism》(IF=5.78,生物一區(qū))雜志上,題為“Slc12a8 is a nicotinamide mononucleotide transporter”。

2.所用到的主要方法

METHODS

(1)微陣列分析

(2)細(xì)胞培養(yǎng)和離體小腸外植體培養(yǎng)

(3)高效液相色譜法

(4)流式細(xì)胞術(shù)分析

(5)同位素標(biāo)記

(6)蛋白質(zhì)脂質(zhì)體實(shí)驗(yàn)

(7)Slc12a8基因敲除和過(guò)表達(dá)

(8)western blot

(9)小腸的免疫染色

(10)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)

(11)統(tǒng)計(jì)分析

3.文章主要內(nèi)容摘要

ABSTRACT

煙酰胺單核苷酸(NMN)是合成煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)的前體物質(zhì),能夠促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)NAD+的合成。隨著年齡增長(zhǎng),NAD+水平會(huì)不斷降低,影響細(xì)胞代謝能力。補(bǔ)充N(xiāo)MN可以提高NAD+的水平。但NMN進(jìn)入細(xì)胞的機(jī)制尚不清楚,本文研究了由Slc12a8基因編碼的一個(gè)特定的NMN轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。研究發(fā)現(xiàn)在小鼠小腸中Slc12a8基因高表達(dá)并受NAD+水平變化的調(diào)控,Slc12a8基因表達(dá)下調(diào)不利于NMN在體內(nèi)的吸收,進(jìn)一步研究證明Slc12a8蛋白能夠在鈉離子的幫助下特異性的運(yùn)輸NMN,利用雙同位素標(biāo)記NMN的方法,發(fā)現(xiàn)敲除Slc12a8基因會(huì)顯著降低小鼠空腸和回腸中NAD+的水平。且Slc12a8基因在老年小鼠回腸中表達(dá)上調(diào),有助于維持老年小鼠回腸中NAD+的水平。綜上我們發(fā)現(xiàn)了一種特殊的NMN轉(zhuǎn)運(yùn)體Slc12a8,并證明了Slc12a8蛋白在調(diào)節(jié)腸道NAD+代謝方面的關(guān)鍵作用。