丁酸盐增强自闭症男孩细胞系氧化应激期间的线粒体功能。
摘要来源：Transl Psychiatry。 2018年02月2日；8(1):42。 Epub 2018 年 2 月 2 日。PMID：29391397
摘要作者：Shannon Rose、Sirish C Bennuri、Jakeira E Davis、Rebecca Wynne、John C Slattery、Marie Tippett、Leanna Delhey、Stephan Melnyk、Stephen G Kahler、Derrick F MacFabe、Richard E Frye
文章隶属关系：Shannon Rose
摘要：丁酸盐 (BT) 是一种普遍存在的短链脂肪酸 (SCFA)，主要源自肠道微生物组。 BT 积极调节线粒体功能，包括增强氧化磷酸化和 β-氧化，并已被提议作为神经保护剂。 BT 和 oSCFA 还与自闭症谱系障碍 (ASD) 有关，这是一种与线粒体功能障碍相关的疾病。我们开发了 ASD 的淋巴母细胞系 (LCL) 模型，其中一部分 LCL 表现出线粒体功能障碍 (AD-A)，另一部分 LCL 表现出正常线粒体功能 (AD-N)。鉴于 BT 对线粒体功能的正向调节，我们假设 BT 对 AD-A LCL 具有优先的积极作用。为此，我们测量了自闭症谱系障碍 (ASD) 和年龄匹配对照 (CNT) LCL 中的线粒体功能，这些 LCL 均来自男孩，在暴露于 BT（0、0.1、0.5 和 1 mM）24 和 48 小时后，无论有无 in体外活性氧（ROS）增加。我们还检查了参与细胞和线粒体应激反应的关键基因的表达。在 CNT LCL 中，与三磷酸腺苷 (ATP) 产生相关的呼吸参数被 1 mM BT 减弱。相比之下，BT 显着增加了响应呼吸参数与 AD-A LCL 中的 ATP 产生相关，但与 AD-N LCL 中无关。在 ROS 暴露的情况下，BT 增加了所有组与 ATP 产生相关的呼吸参数。研究发现 BT 将个体 LCL 线粒体呼吸调节至一个共同的设定点，与其他组相比，AD-A LCL 的设定点略高。最高浓度的 BT (1 mM) 增加了参与线粒体裂变 (PINK1、DRP1、FIS1) 和生理应激 (UCP2、mTOR、HIF1α、PGC1α) 以及被认为与认知和行为相关的基因的表达。 CREB1、CamKinase II)。这些数据表明，肠道微生物组衍生的 SCFA BT 调节线粒体活性，这种调节取决于浓度、微环境氧化还原状态和细胞的潜在线粒体功能。总的来说，这些数据表明 BT 可以在生理应激和/或线粒体功能障碍的情况下增强线粒体功能。可能是一种重要的代谢物，可以帮助挽救疾病状态下的能量代谢。因此，对这种代谢调节剂的深入了解可能对健康和疾病都有广泛的应用，因为 BT 与包括自闭症谱系障碍 (ASD) 在内的多种疾病有关。然而，未来需要对人类进行临床研究来帮助确定这些生理学发现的实际意义。