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丙酮酸脱氢酶激酶 1 可防止糖尿病小鼠模型的神经元损伤和记忆丧失
Cell Death & Disease ( IF 8.1 ) Pub Date : 2023-11-07 , DOI: 10.1038/s41419-023-06249-2
Yuan Yao 1, 2 , Jiaming Shi 2 , Chunlai Zhang 1 , Wei Gao 1 , Ning Huang 1 , Yaobei Liu 1 , Weiwen Yan 3 , Yingguang Han 1 , Wenjuan Zhou 2 , Liang Kong 1
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高血糖引起的糖代谢异常是糖尿病(DM)患者神经退行性变和认知障碍的致病因素。丙酮酸脱氢酶激酶(PDK)-乳酸轴被认为是代谢重编程和神经系统疾病致病过程之间的关键环节。然而,其在糖尿病神经病变中的作用仍不清楚。在这里,我们发现高糖(HG)刺激的原代神经元和Neuro-2a细胞系中PDK1和丙酮酸脱氢酶(PDH)的磷酸化明显增加。乙酰辅酶 A 是一种中心代谢中间体,在 HG 条件下可能通过组蛋白 H3K9 乙酰化修饰增强 PDK1 表达。PDK1 表达的表观遗传调控提供了一种可用的负反馈模式,以响应 HG 环境触发的线粒体代谢超载。然而,链脲佐菌素 (STZ) 诱导的糖尿病小鼠的海马神经元 PDK1 减少。我们的数据表明,PDK1 的表达还依赖于 HG 条件下缺氧诱导因子 1 (HIF-1) 的转录激活。然而,糖尿病小鼠海马中的 HIF-1 显着减少,这可能解释了体内 PDK1 的相反表达。重要的是,PDK1 的过度表达减少了 HG 诱导的活性氧 (ROS) 的产生和神经元凋亡。增强海马区 PDK1 的表达可改善 STZ 诱导的小鼠认知障碍和神经元变性。总之,我们的研究表明乙酰辅酶A诱导的组蛋白乙酰化和HIF-1对于指导PDK1表达是必需的,并且增强PDK1可能对糖尿病小鼠的认知恢复具有保护作用。

PDK1 对高血糖引起的神经元损伤和记忆丧失的保护作用示意图。高葡萄糖在乙酰辅酶A依赖性组蛋白乙酰化修饰中增强PDK1的表达,以避免线粒体代谢超载和ROS释放。然而,高血糖条件下HIF-1的减少可能会损害PDK1的上调。PDK1 的过度表达可预防糖尿病小鼠高血糖引起的海马神经元损伤和记忆丧失。





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更新日期:2023-11-07
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