成像显示:大脑NAD水平随着年龄的增长而下降

NAD是代谢、细胞信号传导、DNA修复等衰老相关疾病中的关键分子。绘制人脑细胞内NAD含量一直是一个目标。然而,测量大脑NAD浓度的亚毫摩尔水平一直具有挑战性。

这项新工作应该让研究人员了解大脑如何处理NAD,如果它随着代谢活动而变化,并知道NAD前体等治疗是否会提高大脑中的NAD水平以及在哪些区域。

在不同年龄的人脑中绘制NAD的图谱表明,衰老与NAD水平下降有关。对大脑健康的影响:


这篇“Mapping intracellular NAD content in entire human brain using phosphorus-31 MR spectroscopic imaging at 7 Tesla”,发表在《Frontiers in Neuroscience》上。这篇论文主要内容包括:

这篇论文主要内容包括:

  1. 研究背景:介绍了烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)在细胞代谢和信号传递中的重要性,以及在活体内测量和成像人脑内NAD含量的挑战。
  2. 研究方法:研究者使用基于31P磁共振波谱成像(31P-MRSI)的NAD检测方法,在7特斯拉的超高场强下,结合概率子空间处理方法,非侵入性地映射整个人类大脑中的NAD含量。
  3. 研究结果:通过处理方法,实现了对原始测量的噪声大约10倍的降低,显著减少了NAD估计误差。在重复扫描同一受试者和跨受试者的组数据中观察到大约0.4 mM的定量NAD水平具有良好的可重复性和一致性。高分辨率数据集揭示了评估组织代谢异质性的潜力,显示了白质和灰质中类似的NAD分布。初步分析表明NAD水平随年龄增长而降低。
  4. 讨论:研究结果展示了使用超高场31P-MRSI和先进的处理技术来生成人脑中低浓度细胞内NAD含量的全脑图的有利结果。
  5. 研究结论:通过结合超高场3D 31P-MRSI与基于先进概率子空间模型的后处理方法,首次证明了在7特斯拉下对健康人类受试者进行全脑NAD映射的可行性。

结果:处理方法使噪声比原始测量值降低了约 10 倍,从而显著降低了 NAD 的估计误差。观察到的量化 NAD 水平约为 0.4 mM,在同一受试者的重复扫描中表现出良好的可重复性,并且在组数据中受试者之间表现出良好的一致性(2.3 cc 标称分辨率)。一组更高分辨率的数据(1.0 cc 标称分辨率)揭示了评估组织代谢异质性的潜力,显示白质和灰质中的 NAD 分布相似。

对年龄依赖性的初步分析表明 NAD 水平随着年龄的增长而下降。

这篇论文对于理解NAD在大脑代谢和可能与衰老、认知功能以及神经退行性疾病相关的角色具有重要意义。研究提供了一种新的非侵入性工具,可能有助于未来的生物医学和临床研究。