hrJezik
Dom / Znanje / Sadržaj

Znanje

Meta-analiza rezultata kvantifikacije NAD(P)(H) pokazuje varijabilnost među tkivima sisavaca Ⅱ

Jun 01, 2023

Učinak prikupljanja tkiva prije smrti u odnosu na post-mortem na razine NAD(P)(H).

Predvidjeli smo da bi mogla postojati neka vidljiva razlika u NAD(P)(H) redoks stanju koja ovisi o postupcima prikupljanja tkiva. Kako bismo odgovorili na ovo pitanje, ispitali smo učinak postupaka prikupljanja tkiva prije naspram post-mortem na NAD(P)(H) redoks status. Za ovu smo analizu usporedili vrijednosti iz tkiva jetre štakora s obzirom na veći broj studija koje definiraju njihov protokol žrtvovanja. Kada su objavljene, sve pregledane studije su izjavile da su uzorci tkiva držani na hladnom i odmah ekstrahirani na ledu ili zamrznuti na -80 stupnjeva prije NAD(P)(H) mjerenja. Ovom analizom utvrđeno je da nije bilo značajne razlike u koncentracijama NAD plus u jetri štakora (slika 6a) između tkiva ekstrahiranih prije ili nakon eutanazije. Međutim, prijavljene razine NADH u jetri štakora značajno su više u post mortem uzorcima (slika 6b). Nisu primijećene razlike u ukupnim razinama NAD(H) (Slika 6c), ali je omjer NAD plus /NADH bio niži u tkivima prikupljenim nakon eutanazije (Slika 6d), što je u skladu s varijacijom uočenom u razinama NADH. NADP plus, NADPH i rezultati omjera NADP plus/NADPH u jetri štakora grupirani prema vremenskoj točki sakupljanja tkiva prikazani su na Dodatnoj slici 9; međutim, nedovoljan broj post mortem uzoraka ne dopušta nam tumačenje učinka vremenske točke sakupljanja tkiva na razine NADP(H). U mišjoj jetri nije bilo razlike između razina NAD plus prije i poslije smrti, međutim, broj izvještajnih studija bio je ograničen (slika 6e). NeNADH,NADP plus, iliNADPHpost mortem podaci umišja jetrabio dostupan za usporedbu.

Flavonoid (2)

Kliknite ovdje da biste dobili Hebrs Cistanche


Rasprava

Mnoge nedavne studije pokazale su da je regulacija NAD(P)(H) neophodna za staničnu homeostazu i redoks status. Podaci dobiveni od glodavaca doveli su do studija koje ispituju razine NAD plus u ljudskoj krvi, kao manje invazivni pokazatelj razina NAD plus u cijelom tijelu. Nedavne kliničke studije pokazale su da su razine NAD plus smanjene u stanjima bolesti23,47 i povišene nakon strategija jačanja NAD plus23,44,48,49. Proveli smo meta-analizu svih studija objavljenih između 1946. i 20. lipnja 2021., koje su sadržavale kvantitativne podatke o razinama NAD(P)(H) kod vrsta sisavaca s posebnim fokusom na miševe, štakore i ljude jer oni predstavljaju većinu proučavane vrste u biomedicinskom polju. Ova analiza djelomično je napravljena kako bi se odredila srednja standardna razina koncentracija NAD(P)(H) u normalnim tkivima sisavaca s obzirom na dobro poznatu varijancu u ovim mjerama u studijama. Nadamo se da se ovi podaci mogu koristiti za poticanje standardiziranih protokola u području istraživanja NAD plus i za promicanje korištenja razina NAD(P)(H) i redoks omjera kao pouzdanih biomarkera za bolesti i režime liječenja.

Unatoč značajnoj varijabilnosti u mjerama u tkivima glodavaca, ova je meta-analiza pokazala slične srednje razine NAD plus u tkivima uz neke iznimke. Zanimljivo, skeletni mišići miša pokazuju niži medijan NAD plus razine (Slika 2a) nego druga visoko metabolička tkiva (tj. jetra, bubrezi, srce i mozak). To može ukazivati ​​na različite redoks statuse NAD(H) u skeletnim mišićima ili može ukazivati ​​na veće probleme s ekstrakcijom metabolita u fibroznim tkivima. Međutim, ta opažanja nisu se mogla provjeriti kod ljudi zbog nedostatka uzorkovanih tkiva osim krvi i mišića.

Flavonoid-1

Postoje mnogi potencijalni čimbenici koji bi mogli utjecati na točnost fizioloških mjerenja NAD(P)(H) u uzorcima tkiva. Kada su objavljene, sve studije su opisivale tkiva sakupljena i izravno uronjena u tekući dušik ili držana na ledu prije zamrzavanja ili obrade kako bi se sačuvale frakcije osjetljive na toplinu (NAD plus i NADP plus). Učinak pH na različite NAD(P)(H) frakcije, kao što je kiselo-labilna priroda reduciranih oblika NAD(P)H, dovela je do upotrebe pH-neutralnih ekstrakcijskih otapala u većini studija . Međutim, s obzirom na brzu interkonverziju reduciranih i oksidiranih metabolita i učinak anoksije na NAD(H)50–53, također je važno osigurati brzu ekstrakciju tkivnih metabolita i odgovarajuće postupke za gašenje staničnog NAD(P)(H )-redoks/potrošni enzimi, poput deproteinizacije. U skladu s tim, naša analiza prikupljanja tkiva prije u odnosu na post-mortem pokazuje da post-mortem analiza daje prednost smanjenju NAD plus. Smanjenje NAD plus u tkivu prethodno je opisano in vivo u mozgu, srcu i jetri štakora izloženih produljenoj 2.5-h hipoksičnoj atmosferi54, okruženju koje se može djelomično rekapitulirati produljenim razdobljima post- žrtvujte prikupljanje tkiva prije brzog zamrzavanja. To može značiti da bi se trebalo dogoditi vađenje tkiva dok su pod anestezijom ili davanje prioriteta trenutnom prikupljanju tkiva namijenjenih korištenju za analizu metabolita nakon žrtvovanja kako bi se dobila reprezentativna mjerenja NAD(P)(H).

Također postoji mogućnost da različite metode kvantifikacije, od kojih svaka ima različita ograničenja, doprinesu ukupnoj varijabilnosti NAD(P)(H) mjerenja unutar studije. U posljednja dva desetljeća najčešće korištene metode bile su analize ciklusa enzima, LC-MS i HPLC. Na svaku od ovih metoda utječu tehnike ekstrakcije metabolita, parametri kvantifikacije i provedba odgovarajućih kontrola kvalitete. Koristeći LC-MS, Lu et al. su pokazali da se interkonverzija između reduciranog i oksidiranog oblika NAD(P)(H) metabolita odvija različitim brzinama u različitim ekstrakcijskim puferima ili otapalima s acetonitrilom:metanolom:vodom s 0.1 M smjesom mravlje kiseline koja daje najveći oporavak s najmanje interkonverzija31. Međutim, kada se koristi LC-MS, ova se interkonverzija 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 enzime ciklički testovi31,33,55. Unatoč tome, čak i uz dobro kontrolirane LC-MS tehnike, različiti čimbenici mogu ometati izmjereni signal, uključujući učinke matrice i varijacije u učinkovitosti ionizacije. Na primjer, neke studije koriste 13C-označene ekstrakte kvasca kao interne standarde u metabolomici temeljenoj na LC-MS. Međutim, dodavanje matrice metabolita ekstrahiranog uzorka matrici metabolita ekstrakta kvasca obilježenog 13C može imati različite posljedice, kao što je supresija iona, što smanjuje signal obilježenih i/ili neobilježenih metabolita, i može dovesti do pogrešaka u apsolutnoj kvantifikaciji ako nije otkriveno temeljitom procjenom kvalitete56. Također, iako LC-MS tehnike teoretski dopuštaju mjerenje više NAD(P)(H) metabolita u jednom eksperimentu, još uvijek postoje ograničenja budući da se moraju pokrenuti optimalna razrjeđenja ako metaboliti od interesa imaju velike razlike u koncentracijama. Stoga, unatoč njihovim prednostima u odnosu na jednostavnije testove ciklusa enzima, složenost LC-MS metoda nameće potrebu za temeljitom optimizacijom. Nedavno su razvijene nove analitičke metode, kao što su NAD plus biosenzori i masovna spektrometrija temeljena na slikama, ali još uvijek nema dovoljno kvantitativnih podataka generiranih ovim tehnikama za uključivanje u meta-analizu. Iako je jedna studija uključena u našu meta-analizu koristila bioluminiscentni biosenzor na papiru za mjerenje razina NAD plus u mišjoj jetri i drugim vrstama uzoraka57. Ova je studija uvrštena u skupinu bioluminiscentnih testova zbog slične metode detekcije (slika 1a).


Flavonoid

Za potrebe ove analize izuzeti su podaci iz 677 studija. To je uključivalo studije koje su dale relativne NAD(P)(H) rezultate (51 posto), a ne kvantitativne, kao i studije u kojima se NAD(P)(H) koncentriranije normalizirano natežina tkiva, sadržaj proteina, ilivolumen krvi(13 posto). 36 posto isključenih studija provedeno je na neprikladnim uzorcima (npr. subjekti koji nisu sisavci, kulture stanica ili tkiva). Osim isključenih studija, glavna ograničenja u ovoj meta-analizi uključuju varijaciju ili nedostatak prijavljenih informacija povezanih s predanalitičkim postupcima (ekstrakcija prije ili nakon smrti ili informacije o međuspremniku ekstrakcije) i/ili analitičke metode, uz s dobi, spolom, genetskom pozadinom, prehranom i statusom hranjenja pri žrtvovanju glodavaca.
Iako naša meta-analiza naglašava varijabilnost među studijama i nužnost standardizacije kvantitativnih mjerenja NAD(P) (H), naša analiza ne procjenjuje niti raspravlja ovaljanost komparativnih rezultataunutar pojedinog studija. S obzirom na implikacije višestrukih metabolita NAD(P)(H) koji služe kao biomarkerizdravlje ljudi, standardizacija ili temeljita studija optimizacije predanalitičkih ianalitički postupciomogućit ćebolje usporedbe rezultata među studijama. Ovo postaje još važnije s povećanjembroj kliničkih studija koje testiraju učinak lijekova ili dodataka koji se koriste za promjenu razina NAD(P)(H) u tkivima napoboljšati zdravlje ljudi.

Flavonoid (11)

Metode

Pretraživanje literature. "Epub prije ispisa", "U tijeku i drugi neindeksirani citati", "Verzije", "PubMed-Not-MEDLINE", "Dnevno ažuriranje", "Tjedno ažuriranje prednjeg segmenta", "Natrag od 1946. do početka sprijedasegment" pretraženi su citati između 1946. i 20. lipnja 2021. u bazi podataka MEDLINE ALL (Ovid) ipregledan za članke koji sadrže kvantitativne podatke o razinama NAD(P)(H) metabolita u tkivima sisavacanavedeni u Dodatku S1. Strategija upita za pretraživanje dala je 3377 članaka. Dodatna pretraga usmjerena na krv bila jeprovedeno korištenjem iste baze podataka i dalo je 1513 članaka (Dodatak S2).
Metodologija probira. Sažeci i naslovi koji izvješćuju o kvantifikaciji metabolita NAD(P)(H) u tkivima i krvi sisavaca prošli su provjeru punog teksta. Sve recenzije sažetaka verificirane su drugom recenzijoma svi sukobi su riješeni. Nakon pregleda sažetaka, 643 publikacije odabrane su za pregled cjelovitog tekstapretraživanje usmjereno na tkivo i 272 za pretraživanje usmjereno na krv (dodatna slika 10). Studije koje samo preposlani podaci o relativnim NAD(P)(H) metabolitima isključeni su tijekom skrininga punog teksta, s izuzetkomstudije koje izvješćuju o NADplus/NADH omjeri. Rezultati izvedeni isključivo iz tssues, stanica, izoliranih organela održavajuu medijima ili iz krvnog eluenta iz perfuzije bili su isključeni. Ovaj pregled cijelog teksta doveo je do isključenja 667(457 plus 210) članaka prvenstveno zbog nedostatka podataka o NAD metabolitima (50,5 posto), podaci proizlaze iz neprikladnihuzorci (36,3 posto), ili podaci prikazani kao relativne/proizvoljne jedinice (13,2 posto). Konačno, uvršten je 241 članakkvalitativnoj meta-analizi i 205 u kvantitativnoj meta-analizi (dodatna slika 10). Iako našpočetno pretraživanje uključivalo je studije objavljene od 1946. do 20. lipnja 2021. Kao što je gore spomenuto, najstarija studija skvantitativni NAD(P)(H) podaci koji su zadovoljili naše kriterije prihvatljivosti objavljeni su 1961.


Ekstrakcija podataka.

Numerički podaci za NAD(P)(H) metabolite dobiveni su izravno iz članaka ili izdvojeni iz slika članaka korištenjem poluautomatskog softvera za ekstrakciju podataka (WebPlotDigitizer58). Osim toga, gdje je primjenjivo, zabilježene su vremenske točke uzorkovanja tkiva u odnosu na žrtvovanje i/ili metode uzorkovanja tkiva/krvi (tj. metoda anestezije i/ili eutanazije, rukovanje tkivom i temperatura skladištenja). Za životinjske modele zabilježene su vrste, karakteristike (npr. soj, genotip, dob i težina) i okolišni uvjeti (npr. ciklus spavanja, vrsta prehrane, učestalost hranjenja i stanje hranjenja u odnosu na uzorkovanje tkiva). Osim toga, za sve studije izdvojeni su tretmani (npr. farmakološki tretmani, operacije, zračenje, indukcija tumora i drugi postupci primijenjeni na ispitanike) i svi podaci o ispitivanim skupinama (npr. skupine liječenja ili bolesti i odgovarajuće kontrole). Konačno, metoda metode kvantifikacije NAD(P)(H) (npr. enzimatski testovi, temeljeni na spektrometriji mase, HPLC, NMR, bioluminiscencija) i specifičnosti publikacije (tj. naslov publikacije, referentni kod [DOI, Medline UI, PMID] ili hiperveza i godina izdanja) zabilježeni su (Dopunski materijal 2).



Analiza podataka. Prije analize, sve koncentracije su pretvorene 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 težinu tkiva i volumen krvi. Statistička analiza provedena je s GraphPad Prism verzijom 9.3.1 (GraphPad Sofware Inc., San Diego, Kalifornija, SAD,Dostupnost podatakaSvi podaci izdvojeni i analizirani tijekom ove studije uključeni su u ovaj objavljeni članak i njegov dodatakdatoteke informacija.Primljeno: 29. travnja 2022.; Prihvaćeno: 7. veljače 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 stvaranju novog adenilnog spoja enzimskim ekstraktima jetrenih jezgri. Biochem. Biophys. Res. Komun. 25, 638–643 (1966).
3. Hassa, PO, Haenni, SS, Elser, M. & Hottiger, MO Nuklearne reakcije ADP-ribozilacije u stanicama sisavaca: Gdje smo danas i kamo idemo?. Microbiol. Mol. Biol. R 70, 789–829 (2006).
4. Takasawa, S., Nata, K., Yonekura, H. & Okamoto, H. Ciklička ADP-riboza u lučenju inzulina iz beta stanica gušterače. Znanost 259, 370–373 (1993).
5. Wolf, IMA i sur. Predvodnici aktivacije T stanica: Inicijalni, lokalizirani Ca2 plus signali posredovani NAADP-om i ryanodinskim receptorom tipa 1. Sci. Signal. 8, ra102 (2015).
6. Malavasi, F. i sur. Evolucija i funkcija obitelji gena ADP ribozil ciklaze/CD38 u fiziologiji i patologiji. Physiol. Rev. 88, 841–886 (2008).
7. Gasser, A., Bruhn, S. & Guse, AH Funkcija drugog glasnika adenin dinukleotid fosfata nikotinske kiseline otkrivena poboljšanim testom enzimskog ciklusa*. J. Biol. Chem. 281, 16906-16913 (2006).
8. Kulkarni, CA & Brookes, PS Stanična kompartmentacija i redoks/neredoks 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 metabolizam stanične energije. Antioksid. Redox signal. 28, 251–272 (2018).

10. Love, NR i sur. NAD kinaza kontrolira životinjsku biosintezu NADP i modulirana je putem evolucijski divergentnih mehanizama ovisnih o kalmodulinu. Proc. Natl. Akad. Sci. 112, 1386–1391 (2015).

Pitajte za više:

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









Mogli biste i voljeti