ミトコンドリアと心臓の機能を調節するためにNAD +ホメオスタシスを維持する方法
2024年1月30日
1. はじめに
ミトコンドリアは心筋細胞のエネルギー代謝の中心であり、正常な心筋収縮性と心機能を維持するために必要です。典型的には、心血管疾患の発症は通常、ミトコンドリア機能障害を伴う。オートファジーの障害は、ミトコンドリアの機能不全や心不全を引き起こすことが知られていますが、その一因はマイトファジーとタンパク質の品質管理の変化にあります。特に、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(NAD+)前駆体を外部から補充することで、オートファジーとミトコンドリアの品質管理を強化して代謝の健康を維持し、それによってミトコンドリアと心臓の機能を調節することができます。2. ミトコンドリアおよび心機能のNAD+の新陳代謝
心筋細胞は、主にミトコンドリア内にNAD +を蓄積し、そこで細胞の酸化還元反応の大部分が発生します。ただし、NAD +は細胞質および核にも存在し、NAD +由来の代謝産物およびNAD +依存性酵素がさまざまな細胞機能に寄与します。3. NAD+欠乏症によるミトコンドリア・心機能障害
NAD +欠乏症によって引き起こされるミトコンドリアおよび心機能障害は、β-ニコチンアミドモノヌクレオチド(NMN)の投与後にcAtg3-KOマウス心臓で緩和され、クエン酸合成酵素(CS)活性の回復、cAtg3-KOマウスのATPレベルおよびNPPB mRNA発現の部分正常化、およびWTマウス心臓のADPレベルのアップレギュレーションによって証明されます。さらに、NNMT阻害は、NAD +レベルを回復することにより、cAtg3-KOマウスのミトコンドリアおよび心機能障害を救うことができます。
4. オートファジーフラックスが心・ミトコンドリア機能に及ぼす影響
オートファジーは、細胞内成分をリサイクルする細胞内分解経路であり、代謝恒常性の調節に重要な役割を果たします。オートファジーフラックスは、心筋細胞に有毒な物質を分解する中枢恒常性維持機構であり、SQSTM1-NF-κB-NNMTシグナル伝達を媒介してNAD+の細胞レベルを制御し、それによってミトコンドリアと心臓の機能を維持することができます。5. おわりに
オートファジーフラックスは、ミトコンドリアと心臓の分裂を調節するためにNADの細胞レベルを維持する潜在的な方法である可能性があります。参考
[1] Abdellatif M、Sedej S、Kroemer G. 心臓の健康、老化、および疾患におけるNAD +代謝。循環。2021;144(22):1795-1817.DOI:10.1161/CIRCULATIONAHA.121.056589
[2] Zhang Q, Li Z, Li Q, 他オートファジーフラックスによるNAD+ホメオスタシスの制御は、ミトコンドリアと心臓の機能を調節します。EMBO J. 2024年1月11日オンライン公開。DOI:10.1038/s44318-023-00009-w
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