改变的 O-GlcNAcylation 和线粒体功能障碍，脑葡萄糖失调和散发性阿尔茨海默病之间的分子联系

doi:10.4103/1673-5374.354515

摘要/Abstract

摘要： https://orcid.org/0000-0001-7812-4351 (Gerald W. Hart)

Abstract: Alzheimer’s disease is a neurodegenerative disease that affected over 6.5 million people in the United States in 2021, with this number expected to double in the next 40 years without any sort of treatment. Due to its heterogeneity and complexity, the etiology of Alzheimer’s disease, especially sporadic Alzheimer’s disease, remains largely unclear. Compelling evidence suggests that brain glucose hypometabolism, preceding Alzheimer’s disease hallmarks, is involved in the pathogenesis of Alzheimer’s disease. Herein, we discuss the potential causes of reduced glucose uptake and the mechanisms underlying glucose hypometabolism and Alzheimer’s disease pathology. Specifically, decreased O-GlcNAcylation levels by glucose deficiency alter mitochondrial functions and together contribute to Alzheimer’s disease pathogenesis. One major problem with Alzheimer’s disease research is that the disease progresses for several years before the onset of any symptoms, suggesting the critical need for appropriate models to study the molecular changes in the early phase of Alzheimer’s disease progression. Therefore, this review also discusses current available sporadic Alzheimer’s disease models induced by metabolic abnormalities and provides novel directions for establishing a human neuronal sporadic Alzheimer’s disease model that better represents human sporadic Alzheimer’s disease as a metabolic disease.

Key words: Alzheimer’s disease, amyloid beta, brain, glucose deficiency, glucose uptake, hypometabolism, mitochondrial dysfunction, neurodegenerative disease, neurons, O-GlcNAc, Tau

. 改变的 O-GlcNAcylation 和线粒体功能障碍，脑葡萄糖失调和散发性阿尔茨海默病之间的分子联系[J]. 中国神经再生研究(英文版), 2023, 18(4): 779-783.

Chia-Wei Huang, Nicholas C. Rust, Hsueh-Fu Wu, Gerald W. Hart. Altered O-GlcNAcylation and mitochondrial dysfunction, a molecular link between brain glucose dysregulation and sporadic Alzheimer’s disease [J]. Neural Regeneration Research, 2023, 18(4): 779-783.

参考文献

引言

出版重点

《中国神经再生研究（英文版）》杂志为SCI、PubMed数据库收录的国际唯一一本专注神经再生领域研究的经同行评议的开放获取期刊，出版来自全球神经再生领域专业学者的前沿性基础研究及临床研究及转化医学、循证医学优秀的最新成果。

期刊出版来自于脑损伤与神经再生、脊髓损伤与神经再生、周围神经损伤与神经再生和神经退行性病与神经再生、神经影像与神经再生的相关研究。期刊关注神经损伤与再生过程中的轴突再生、突触生长、神经可塑性、神经修复和替代、神经移植等最新研究成果。尤其关注应用细胞治疗、基因治疗、生物因子治疗、药物治疗、手术治疗、康复治疗、物理疗法、组织工程、生物工程、生物材料、神经假体等干预性方法产生神经再生效果的相关研究。文章应清晰描述抑制神经元损伤、减轻神经元损伤的一系列变化，保护损伤神经元的过程、方法、程度与评价，突出从细胞分子水平以及分子生物学水平解释神经元损伤后以及预后再生的机制。

NRR杂志被国际重要数据库收录

科学引文索引（Science Citation Index Expanded，SCI）

美国国立医学图书馆（PubMed）

美国国立医学图书馆开放获取全文数据库（PubMed Central, PMC）

美国生物学文摘数据库（BIOSIS previews, BP）

美国《化学文摘》（Chemical Abstracts, CA）

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波兰《哥伯尼索引》（Index of Copurnicus, IC）

OvidSP平台数据库

中国科学引文数据库（CSCD）

中国科技期刊数据库-统计源期刊（CSTPCD）

编委会

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徐晓明教授（Xiao-ming Xu, Professor and Mari Hulman George Chair of Neurological Surgery, Scientific Director of Spinal Cord and Brain Injury Research Group, Indiana University School of Medicine）

联系方式：Email: szb@nrren.org 电话：+86 138 0499 8773

编委会成员

期刊编委队伍由国际神经再生领域著名学者、中国科学院院士、香港大学苏国辉教授和美国印第安纳大学徐晓明教授领导的由100多位国际神经再生优秀专家组成。共同致力于创办一本发表神经再生领域专业学术研究经同行严格评审的优秀学术期刊。

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材料方法

讨论

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文题：不超过 90个字母，20个单词。

摘要：非结构式， 250单词。

引言：

主体内容：

总结：

作者贡献：

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参考文献：采用 Journal of Neuroscience格式。

特邀述评类文章：观点、点评、研究亮点、给编辑的信等。

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（3）全文2000- 3000单词，包括参考文献，不需要图和表格，不需要摘要，出版后2个版面。

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主体内容：

参考文献：不超过 5条，采用Journal of Neuroscience格式。

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（2）需提前向编委会提交写作大纲，通过选题后，文章需在2个月内完成。

（3）全文2000- 3000单词，包括参考文献，不需要图和表格，不需要摘要，出版后2个版面。

（4）文章写作结构：

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主体内容：

利益冲突：

参考文献：不超过 5条，采用Journal of Neuroscience格式。

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（4）文章写作结构：

文题：不超过 90个字母，20个单词。

主体内容：

利益冲突：

参考文献：不超过 5条，采用Journal of Neuroscience格式。

文章快阅

延伸阅读

NRR：美国乔治亚大学Gerald W. Hart团队揭示阿尔茨海默病相关的病理性脑葡萄糖失调的潜在原因以及关键机制

由于其异质性和复杂性，阿尔茨海默病，尤其是散发性阿尔茨海默病的病因在很大程度上仍不清楚。越来越多的证据表明，阿尔茨海默病，尤其是散发性阿尔茨海默病，具有多因素病因，明显参与大脑中葡萄糖代谢的改变。这些葡萄糖代谢障碍可以在外在临床症状出现之前就被检测到。患有阿尔茨海默病的大脑的低代谢状态表现为葡萄糖摄取和代谢异常以及线粒体异常，随后神经元出现能量危机，最终导致神经退行性变。 O-乙酰氨基葡萄糖修饰是一种翻译后修饰，可循环打开和关闭 8000 多种人类核、细胞质和线粒体蛋白的 Ser 和 Thr 残基，通过它调节多种细胞过程，例如转录和细胞信号动力学。O-乙酰葡糖胺糖基化修饰使用尿苷5′-二磷酸-N-乙酰氨基葡糖（己糖胺生物合成途径的最终产物）作为供体减去，因此充当重要的葡萄糖传感器。脑内O-乙酰葡糖胺糖基化修饰的普遍性和阿尔茨海默病大脑中葡萄糖代谢的变化表明O-乙酰葡糖胺糖基化修饰在阿尔茨海默病进展中发挥重要作用的可能性。脑葡萄糖失调是阿尔茨海默病的新兴生物标志物和潜在治疗靶点。

来自美国乔治亚大学Gerald W. Hart团队认为，散发性阿尔茨海默病具有多因素病因，明显涉及大脑中葡萄糖代谢的改变。至少在某些阿尔茨海默病受试者中，葡萄糖利用率降低可能是散发性阿尔茨海默病的起始因素。外源性葡萄糖缺乏在神经元中进行低代谢，并导致能量危机和神经变性以及阿尔茨海默病病理。在这个过程中，O-乙酰葡糖胺糖基化修饰降低和线粒体功能障碍可能参与疾病进展的早期阶段，这可能是葡萄糖失调和阿尔茨海默病病理之间的分子联系。此外，失调的O-乙酰葡糖胺糖基化修饰、线粒体功能障碍和淀粉样蛋白β可以相互影响，从而陷入驱动阿尔茨海默病病理进展的恶性循环。由于它们在阿尔茨海默病中的重要作用，已经开发了几种针对 O-乙酰氨基葡萄糖水平降低和线粒体异常的化合物，并在体外和体内模型中进行了测试。然而，缺乏适当的散发性阿尔茨海默病模型阻碍了潜在机制的发现，从而阻碍了散发性阿尔茨海默病的治疗策略。将葡萄糖浓度降低到临界水平可以导致诱导多能干细胞产生的人类皮质神经元出现阿尔茨海默病样病变。这些发现可以开辟一条新的研究方向，涉及葡萄糖缺乏引发阿尔茨海默病病理的可能性，并为建立更好地将散发性阿尔茨海默病表示为代谢疾病的散发性阿尔茨海默病模型提供新概念。

文章在《中国神经再生研究（英文版）》杂志2023年4 月 4 期发表。