脊髓和球状肌肉萎缩症的能量代谢

脊髓和球状肌肉萎缩症（Spinal and bulbar muscular atrophy, SBMA）是一种X染色体连锁的神经肌肉疾病，由雄激素受体（Androgen Receptor, AR）中的多谷氨酰胺（polyQ）重复序列扩展引起。患者主要表现为神经肌肉症状，如肌肉无力、肌肉痉挛、震颤、吞咽困难和言语不清。SBMA患者也存在代谢紊乱，特别是血糖稳态受损和胰岛素抵抗增加。先前的研究表明，通过过表达依赖NAD+的去乙酰化酶SIRT1，可以减少SBMA细胞模型中多谷氨酰胺扩展的AR的聚集，从而起到保护作用。在SBMA小鼠模型的肌肉中，NAD+水平降低，这提示了通过补充NAD+前体可能具有治疗潜力。

托马斯杰斐逊大学的研究者们测试了NAD+前体烟酰胺核苷（Nicotinamide riboside, NR）在体内恢复NAD+水平的治疗潜力。他们的研究结果在线发表在期刊《JCI Insight》上（参考文献1）。研究者发现SBMA小鼠模型的肌肉中NAD+水平显著降低，但对NR补充不敏感，可能是由于Nmrk2水平下降所致。数据表明，NAD+水平的降低可能影响能量代谢，并且NR作为治疗手段的效果受到限制。

在实验中，NR补充未能改变疾病进展，对增加肌肉中的NAD+或ATP含量无影响，尽管在SBMA小鼠的脊髓中产生了适度的NAD+增加。代谢组学和蛋白质组学分析表明，SBMA小鼠的股四头肌中有几个重要的能量相关途径发生了改变，这些途径使用NAD+，除了NAD+补救途径外，这对于NAD+在细胞能量生产中的再生至关重要。研究者观察到烟酰胺核苷激酶2（Nmrk2）的mRNA水平下降，该激酶负责NR的磷酸化，允许其被NAD+补救途径使用。

Western Blot数据展示了脊髓和球状肌肉萎缩症小鼠模型中特定蛋白质（磷葡萄糖酸脱氢酶PGD、脂肪酸合成酶FASN、磷酸果糖激酶PFKM和磷酸葡萄糖变位酶1 PGM1）表达变化，并与非转基因小鼠进行了比较。这些结果提供了对SBMA小鼠模型中肌肉蛋白质表达变化的深入了解，并揭示了可能受到影响的生物学途径和功能，这对于理解SBMA的病理生理学以及寻找潜在的治疗靶点具有重要意义。

代表性的Western Blot数据，使用Stain-Free免染总蛋白作为内参，代替传统的看家蛋白。

Stain-Free技术通过UV检测预染色的凝胶，实现了对总蛋白量的直接和定量评估。这种方法不仅适用于传统的Western Blot分析，还能够在多种实验条件下提供准确的蛋白加载控制。随着对传统看家蛋白稳定性的质疑，Stain-Free免染总蛋白内参有望成为新的标准操作程序，为生命科学及医学研究提供更可靠的数据支持。

1. DeBartolo D et al. (2024). Differentially disrupted spinal cord and muscle energy metabolism in spinal and bulbar muscular atrophy. JCI Insight 9, e178048.