baJezik
Dom / Znanje / Sadržaj

Znanje

Meta-analiza rezultata kvantifikacije NAD(P)(H) pokazuje varijabilnost u tkivima sisara Ⅱ

Jun 01, 2023

Učinak premortem u odnosu na postmortem prikupljanje tkiva na nivoe NAD(P)(H).

Predvidjeli smo da može postojati određena razlika u NAD(P)(H) redoks stanju koja ovisi o procedurama prikupljanja tkiva. Da bismo odgovorili na ovo pitanje, ispitali smo učinak postupaka prikupljanja tkiva prije i postmortem na NAD(P)(H) redoks status. Za ovu analizu uporedili smo vrijednosti iz tkiva jetre pacova s ​​obzirom na veći broj studija koje su definirale njihov protokol žrtvovanja. Kada su otkrivene, sve pregledane studije su navele da su uzorci tkiva držani na hladnom i odmah ekstrahovani na ledu ili zamrznuti na -80 stepeni pre merenja NAD(P)(H). Ovom analizom utvrđeno je da nema značajne razlike u koncentracijama NAD plus u jetri štakora (slika 6a) između tkiva ekstrahiranih prije ili nakon eutanazije. Međutim, prijavljeni nivoi NADH u jetri pacova su značajno viši u obdukcijskim uzorcima (slika 6b). Nisu uočene razlike u ukupnim nivoima NAD(H) (slika 6c), ali je odnos NAD plus/NADH bio niži u tkivima prikupljenim nakon eutanazije (slika 6d), što je u skladu sa varijacijama uočenim u nivoima NADH. NADP plus, NADPH i NADP plus/NADPH odnos rezultiraju jetrom pacova grupisanom prema vremenskoj tački sakupljanja tkiva prikazani su na dodatnoj slici 9; međutim, nedovoljan broj postmortem uzoraka ne dozvoljava nam da interpretiramo efekat vremenske tačke sakupljanja tkiva na nivoe NADP(H). U jetri miša, nije bilo razlike između nivoa NAD plus prije i nakon smrti, međutim, broj izvještajnih studija je bio ograničavajući (slika 6e). brNADH,NADP plus, iliNADPHobdukcije ujetra mišabio dostupan za poređenje.

Flavonoid (2)

Kliknite ovdje da biste dobili Hebrs Cistanche


Diskusija

Mnoge nedavne studije su pokazale da je regulacija NAD(P)(H) ključna za ćelijsku homeostazu i redoks status. Podaci dobijeni od glodara doveli su do studija koje su ispitivale nivoe NAD plus u ljudskoj krvi, kao manje invazivnog indikatora nivoa NAD plus u cijelom tijelu. Nedavne kliničke studije su pokazale da su nivoi NAD plus smanjeni u bolesnim stanjima23,47 i povišeni nakon strategija povećanja NAD plus23,44,48,49. Izvršili smo meta-analizu svih studija objavljenih između 1946. i 20. juna 2021., koje su sadržavale kvantitativne podatke za nivoe NAD(P)(H) kod vrsta sisara s posebnim fokusom na miševe, štakore i ljude jer oni predstavljaju najviše proučavane vrste u biomedicinskom polju. Ova analiza je djelimično urađena kako bi se odredio srednji standardni nivo koncentracija NAD(P)(H) u normalnim tkivima sisara s obzirom na dobro poznatu varijansu u ovim mjerama kroz studije. Nadamo se da se ovi podaci mogu koristiti za stimulisanje standardizovanih protokola u oblasti NAD plus istraživanja i za promociju upotrebe nivoa NAD(P)(H) i redoks odnosa kao pouzdanih biomarkera za bolesti i režime lečenja.

Uprkos značajnoj varijabilnosti u mjerama u tkivima glodara, ova meta-analiza je pokazala slične prosječne razine NAD plus u tkivima uz neke izuzetke. Zanimljivo je da su skeletni mišići miša pokazali niže medijane NAD plus nivoa (slika 2a) od drugih visoko metaboličkih tkiva (tj. jetre, bubrega, srca i mozga). Ovo može ukazivati ​​na različite NAD(H) redoks statuse u skeletnim mišićima ili može ukazivati ​​na veće probleme s ekstrakcijom metabolita u fibroznim tkivima. Međutim, ova zapažanja nisu mogla biti potvrđena kod ljudi zbog nedostatka uzorkovanih tkiva osim krvi i mišića.

Flavonoid-1

Postoji mnogo potencijalnih faktora koji mogu uticati na tačnost fizioloških mjerenja NAD(P)(H) u uzorcima tkiva. Kada su objavljene, sve studije su opisale tkiva kao sakupljena i direktno potopljena u tečni dušik, ili držana na ledu prije zamrzavanja ili obrade kako bi se očuvale frakcije osjetljive na toplinu (NAD plus i NADP plus). Efekat pH na različite NAD(P)(H) frakcije, kao što je priroda redukovanih oblika NAD(P)H labilne kiseline, doveo je do upotrebe pH neutralnih ekstrakcijskih rastvarača u većini studija. . Međutim, s obzirom na brzu međukonverziju redukovanih i oksidiranih metabolita i učinak anoksije na NAD(H)50-53, također je važno osigurati brzu ekstrakciju metabolita tkiva i odgovarajuće postupke za gašenje ćelijskog NAD(P)(H). )-redox/potrošni enzimi, kao što je deproteinizacija. U tom smislu, naša analiza prikupljanja tkiva prije naspram postmortem pokazuje da postmortem analiza favorizira smanjenje NAD plus. Smanjenje tkiva NAD plus je prethodno opisano in vivo u mozgu, srcu i jetri štakora izloženih produženoj hipoksičnoj atmosferi od 2.5-h54, okruženju koje se može djelomično rekapitulirati dugim periodima nakon žrtvujte sakupljanje tkiva prije brzog zamrzavanja. Ovo može ukazivati ​​na to da vađenje tkiva dok je pod anestezijom ili davanje prioriteta trenutnoj žetvi tkiva koja se koriste za analizu metabolita nakon žrtvovanja, treba da se dogodi kako bi se dobila reprezentativna mjerenja NAD(P)(H).

Postoji i potencijal za različite metode kvantifikacije, od kojih svaka ima različita ograničenja, da doprinesu ukupnoj varijabilnosti mjerenja NAD(P)(H) unutar studije. U posljednje dvije decenije najčešće korištene metode bile su analize ciklusa enzima, LC–MS i HPLC. Na svaku od ovih metoda utiču tehnike ekstrakcije metabolita, parametri kvantifikacije i implementacija odgovarajućih kontrola kvaliteta. Koristeći LC–MS, Lu et al. su pokazali da se međusobna konverzija između redukovanih i oksidiranih oblika NAD(P)(H) metabolita događa različitim brzinama u različitim ekstrakcijskim puferima ili rastvaračima s acetonitril:metanol:voda sa 0.1 M mješavinom mravlje kiseline dajući najveći oporavak sa najmanje međukonverzija31. Međutim, kada se koristi LC–MS ova međukonverzija se može pratiti između pojedinačnih uzoraka studije dodavanjem internih kontrola kao što su NAD(P)(H) izotopi, što je prednost LC–MS tehnike u odnosu na HPLC i enzim. biciklistički testovi31,33,55. Bez obzira na to, čak i sa dobro kontrolisanim LC-MS tehnikama, različiti faktori mogu ometati izmereni signal, uključujući efekte matrice i varijacije u efikasnosti jonizacije. Na primjer, neke studije koriste 13C-označene ekstrakte kvasca kao interne standarde u metabolomici zasnovanoj na LC-MS. Međutim, dodavanje matriksa metabolita ekstrahiranog uzorka matriksom metabolita kvasca označenog sa 13C može imati različite posljedice, kao što je supresija jona, što smanjuje signal obilježenih i/ili neobilježenih metabolita i može dovesti do grešaka u apsolutnoj kvantificiranju ako ne otkriveno temeljitom procjenom kvaliteta56. Također, iako LC-MS tehnike teoretski dozvoljavaju mjerenje više metabolita NAD(P)(H) u jednom eksperimentu, još uvijek postoje ograničenja jer se moraju provesti optimalna razrjeđenja ako metaboliti od interesa imaju velike razlike u koncentracijama. Stoga, uprkos njihovim prednostima u odnosu na jednostavnije analize cikliranja enzima, složenost LC–MS metoda nameće potrebu za temeljnom optimizacijom. Nedavno su razvijene nove analitičke metode, kao što su NAD plus biosenzori i masovna spektrometrija zasnovana na imidžu, ali još uvijek nema dovoljno kvantitativnih podataka generiranih iz ovih tehnika da bi se uključili u metaanalizu. Iako je jedna studija uključena u našu metaanalizu koristila bioluminiscentni biosenzor na papiru za mjerenje nivoa NAD plus u jetri miša i drugim tipovima uzoraka57. Ova studija je uključena u grupu za bioluminiscentne analize zbog slične metode detekcije (slika 1a).


Flavonoid

Za potrebe ove analize isključeni su podaci iz 677 studija. Ovo je uključivalo studije koje su davale relativne NAD(P)(H) rezultate (51 posto), a ne kvantitativne, kao i studije u kojima se NAD(P)(H) koncentriranije normalizovan natežina tkiva, sadržaj proteina, ilivolumen krvi(13 posto). 36 posto isključenih studija obavljeno je na neprikladnim uzorcima (npr. subjekti koji nisu sisari, kulture ćelija ili tkiva). Osim isključenih studija, glavna ograničenja u ovoj meta-analizi uključuju varijacije ili nedostatak prijavljenih informacija u vezi s predanalitičkim postupcima (pre- ili post-mortem ekstrakcija ili ekstrakcijski pufer informacije) i/ili analitičkih metoda, uz sa godinama, spolom, genetskom pozadinom, ishranom i statusom hranjenja pri žrtvovanju glodara.
Iako naša meta-analiza naglašava varijabilnost između studija i neophodnost standardizacije NAD(P) (H) kvantitativnih mjerenja, naša analiza ne procjenjuje niti raspravlja ovalidnost uporednih rezultatau okviru individualne studije. S obzirom na implikacije višestrukih NAD(P)(H) metabolita koji služe kao biomarkerizdravlje ljudi, standardizacija ili temeljna studija optimizacije preanalitičkih ianalitičke procedureće dozvolitibolja poređenja rezultata u različitim studijama. Ovo postaje još važnije sa povećanjembroj kliničkih studija koje testiraju učinak lijekova ili suplemenata koji se koriste za promjenu nivoa NAD(P)(H) u tkivu napoboljšati zdravlje ljudi.

Flavonoid (11)

Metode

Pretraga literature. "Epub ispred štampanja", "U procesu i drugi neindeksirani citati", "Verzije", "PubMed-Not-MEDLINE", "Dnevno ažuriranje", "Sedmično ažuriranje prednjeg segmenta", "Natrag beži od 1946. do početka of frontsegment" pretraženi su citati između 1946. i 20. juna 2021. u bazi podataka MEDLINE ALL (Ovid) ipregledan za članke koji sadrže kvantitativne podatke o nivoima NAD(P)(H) metabolita u tkivima sisara kao vanobloženo u Dodatku S1. Strategija upita za pretraživanje dala je 3377 članaka. Dodatna pretraga bila je fokusirana na krvizvršeno korištenjem iste baze podataka i dobiveno je 1513 članaka (Prilog S2).
Metodologija skrininga. Sažeci i naslovi koji navode kvantifikaciju NAD(P)(H) metabolita u tkivima i krvi sisara podvrgnuti su skriningu punog teksta. Sve apstraktne recenzije su provjerene drugom recenzijomi svi sukobi su bili riješeni. Nakon projekcije sažetka, odabrane su 643 publikacije za pregled punog tekstapretraživanje usmjereno na tkivo i 272 za pretragu usmjereno na krv (dopunska slika 10). Studije koje samo preposlani relativni podaci NAD(P)(H) metabolita isključeni su tokom skrininga punog teksta, s izuzetkomstudije koje izvještavaju o NADplus/NADH omjeri. Rezultati su izvedeni striktno iz tsua, ćelija, izolovanih organelau mediju ili iz krvnog eluenta iz perfuzije. Ovaj pregled punog teksta doveo je do isključenja 667(457 plus 210) članaka prvenstveno zbog nedostatka podataka o NAD metabolitima (50,5 posto), podaci izvedeni iz neprikladnihprimjerci (36,3 posto), ili podaci predstavljeni kao relativne/proizvoljne jedinice (13,2 posto). Konačno, uvršten je 241 članakkvalitativnoj meta-analizi i 205 u kvantitativnoj meta-analizi (dopunska slika 10). Iako našepočetna pretraga je uključivala studije objavljene od 1946. do 20. juna 2021. Kao što je gore spomenuto, najstarija studija sakvantitativni NAD(P)(H) podaci koji su zadovoljili naše kriterije prihvatljivosti objavljeni su 1961.


Ekstrakcija podataka.

Numerički podaci za NAD(P)(H) metabolite su ili dobijeni direktno iz članaka ili ekstrahovani iz figura članaka pomoću poluautomatskog softvera za ekstrakciju podataka (WebPlotDigitizer58). Osim toga, gdje je primjenjivo, zabilježene su vremenske tačke uzimanja uzoraka tkiva u odnosu na metode žrtvovanja i/ili uzorkovanja tkiva/krvi (tj. metoda anestezije i/ili eutanazije, rukovanje tkivom i temperatura skladištenja). Za životinjske modele, zabilježene su vrste, karakteristike (npr. soj, genotip, starost i težina) i uslovi okoline (npr. ciklus spavanja, vrsta prehrane, učestalost hranjenja i stanje hranjenja u odnosu na uzorkovanje tkiva). Dodatno, za sve studije, ekstrahovani su tretmani (npr. farmakološki tretmani, operacije, zračenje, indukcija tumora i drugi postupci primenjeni na ispitanike) i sve informacije o studijskoj grupi (npr. grupe za lečenje ili bolesti i odgovarajuće kontrole). Konačno, metoda kvantifikacije NAD(P)(H) (npr. enzimski testovi, masena spektrometrija, HPLC, NMR, bioluminiscencija) i specifičnosti publikacije (tj. naslov publikacije, referentni kod [DOI, Medline UI, PMID] ili hiperveza i godina izdanja) su zabilježeni (Dopunski materijal 2).



Analiza podataka. Prije analize, sve koncentracije su konvertovane u nmol/g tkiva ili nmol/g proteina za uzorke tkiva ili nmol/ml za frakcije krvi. Zbog malog broja rezultata normaliziranih na sadržaj proteina, prikazujemo samo rezultate normalizirane na masu tkiva i volumen krvi. Statistička analiza je izvršena sa GraphPad Prism verzija 9.3.1 (GraphPad Sofware Inc., San Diego, Kalifornija, SAD,Dostupnost podatakaSvi podaci izdvojeni i analizirani tokom ove studije uključeni su u ovaj objavljen članak i njegov dodatakinformacije fles.Primljeno: 29. aprila 2022.; Prihvaćeno: 7. februara 2023



Reference

1. Menzies, KJ, Zhang, H., Katsyuba, E. & Auwerx, J. Acetilacija proteina u metabolizmu—metaboliti i kofaktori. Nat. Rev. Endocrinol. 12, 43 (2016).
2. Chambon, P., Weill, JD, Doly, J., Strosser, MT & Mandel, P. O formiranju novog adenilnog jedinjenja enzimskim ekstraktima jezgri jetre. Biochem. Biophys. Res. Commun. 25, 638–643 (1966).
3. Hassa, PO, Haenni, SS, Elser, M. & Hottiger, MO Reakcije nuklearne ADP-ribozilacije u ćelijama sisara: Gdje smo danas i kuda idemo?. Microbiol. Mol. Biol. R 70, 789–829 (2006).
4. Takasawa, S., Nata, K., Yonekura, H. & Okamoto, H. Ciklična ADP-riboza u sekreciji insulina iz beta ćelija pankreasa. Science 259, 370–373 (1993).
5. Wolf, IMA et al. Prednjači aktivacije T ćelija: Inicijalni, lokalizovani Ca2 plus signali posredovani NAADP i rijanodinskim receptorom tipa 1. Sci. Signal. 8, ra102 (2015).
6. Malavasi, F. et al. Evolucija i funkcija porodice gena ADP ribozil ciklaze/CD38 u fiziologiji i patologiji. Physiol. Rev. 88, 841–886 (2008).
7. Gasser, A., Bruhn, S. & Guse, AH Druga funkcija glasnika adenin dinukleotid fosfata nikotinske kiseline otkrivena poboljšanim testom enzimskog ciklusa*. J. Biol. Chem. 281, 16906–16913 (2006).
8. Kulkarni, CA & Brookes, PS Ćelijska kompartmentacija i redoks/neredox funkcije NAD plus. Antioksid. Redox Signal.31, 623–642 (2019).
9. Xiao, W., Wang, R.-S., Handy, DE & Loscalzo, J. NAD(H) i NADP(H) redoks parovi i ćelijski energetski metabolizam. Antioksid. Redox Signal. 28, 251–272 (2018).

10. Love, NR et al. NAD kinaza kontrolira biosintezu NADP kod životinja i modulira se putem evolucijski divergentnih mehanizama zavisnih od kalmodulina. Proc. Natl. Akad. Sci. 112, 1386–1391 (2015).

Pitajte za više:

E-pošta:wallence.suen@wecistanche.com whatsapp: plus 86 15292862950









Moglo bi vam se i svidjeti