NAD是代謝、細胞訊號傳導、DNA修復等衰老相關疾病中的關鍵分子。繪製人腦細胞內NAD含量一直是一個目標。然而,測量大腦NAD濃度的亞毫摩爾水平一直具有挑戰性。
這項新工作應該讓研究人員瞭解大腦如何處理NAD,如果它隨著代謝活動而變化,並知道NAD前體等治療是否會提高大腦中的NAD水平以及在哪些區域。
在不同年齡的人腦中繪製NAD的圖譜表明,衰老與NAD水平下降有關。對大腦健康的影響:
這篇“Mapping intracellular NAD content in entire human brain using phosphorus-31 MR spectroscopic imaging at 7 Tesla”,發表在《Frontiers in Neuroscience》上。這篇論文主要內容包括:
這篇論文主要內容包括:
- 研究背景:介紹了煙醯胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)在細胞代謝和訊號傳遞中的重要性,以及在活體內測量和成像人腦內NAD含量的挑戰。
- 研究方法:研究者使用基於31P磁共振波譜成像(31P-MRSI)的NAD檢測方法,在7特斯拉的超高場強下,結合機率子空間處理方法,非侵入性地對映整個人類大腦中的NAD含量。
- 研究結果:透過處理方法,實現了對原始測量的噪聲大約10倍的降低,顯著減少了NAD估計誤差。在重複掃描同一受試者和跨受試者的組資料中觀察到大約0.4 mM的定量NAD水平具有良好的可重複性和一致性。高解析度資料集揭示了評估組織代謝異質性的潛力,顯示了白質和灰質中類似的NAD分佈。初步分析表明NAD水平隨年齡增長而降低。
- 討論:研究結果展示了使用超高場31P-MRSI和先進的處理技術來生成人腦中低濃度細胞內NAD含量的全腦圖的有利結果。
- 研究結論:透過結合超高場3D 31P-MRSI與基於先進機率子空間模型的後處理方法,首次證明了在7特斯拉下對健康人類受試者進行全腦NAD對映的可行性。
結果:處理方法使噪聲比原始測量值降低了約 10 倍,從而顯著降低了 NAD 的估計誤差。觀察到的量化 NAD 水平約為 0.4 mM,在同一受試者的重複掃描中表現出良好的可重複性,並且在組資料中受試者之間表現出良好的一致性(2.3 cc 標稱解析度)。一組更高解析度的資料(1.0 cc 標稱解析度)揭示了評估組織代謝異質性的潛力,顯示白質和灰質中的 NAD 分佈相似。
對年齡依賴性的初步分析表明 NAD 水平隨著年齡的增長而下降。
這篇論文對於理解NAD在大腦代謝和可能與衰老、認知功能以及神經退行性疾病相關的角色具有重要意義。研究提供了一種新的非侵入性工具,可能有助於未來的生物醫學和臨床研究。