By Jonathan D. Grinstein, Ph.D.  Published: 9:31 am PST May 6, 2021 | Updated: 9:31 am PST May 6, 2021

重大亮點 

● 癲癇發作期間腦細胞中CD38（一種消耗NAD +的酶）的水平增加。 

● CD38成為癲癇中一個有趣的新靶標。

患有自發性複發性癲癇發作活動（一種稱為癲癇病的病症），由於過度刺激腦細胞，人們可能發展為腦損傷。 本質上，您的腦細胞被炸掉了。 我們知道某些大腦區域容易受到癲癇引起的腦損傷，這一過程稱為癲癇發生，但是我們對受影響的腦細胞中到底發生了什麼仍然知之甚少。

Khodaverdiana及其同事在學術期刊《大腦研究》( Brain Research)上發表的一篇學術論文中指出，在小鼠的癲癇發作和癲癇發生過程中，煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD +）的水平急劇下降。與NAD +含量下降相對應的是，來自伊朗德黑蘭Tarbiat Modares大學的研究小組發現，在一個易發生癲癇的大腦區域——與學習和記憶有關的海馬迴——中，一種降解NAD +的酶，即CD38的水平和活性有所增加。研究進一步顯示，NAD +和CD38水平的這些變化與鈣信號傳導失調有關，鈣信號失調是腦細胞興奮性的基礎，可能解釋了癲癇的發生。

綜上所述，這些結果顯示，CD38誘導的細胞的鈣水平升高，可能是癲癇中的關鍵致傷事件，並且是發展對抗癲癇發生的有效治療策略的目標。

NAD +水平會因癲癇發作而改變

NAD +的缺乏是包括癲癇在內的多種神經系統疾病的重要因素。有趣的是，NAD +治療可以通過減少小鼠海馬迴中的細胞死亡來抑制癲癇發生。因此，研究NAD +是如何缺乏的，可能有助於開發一種有效治療癲癇等神經系統疾病的綜合方法。

癲癇發作期間CD38水平升高

Khodaverdiana及其同事對此進行了深入研究，發現電刺激過度引起的囓齒動物癲癇發作，導致海馬迴細胞中的NAD +水平顯著下降。當他們觀察NAD +消耗和降解所涉及的蛋白質水平以發現癲癇發作中NAD +下降背後的罪魁禍首時，他們發現唯一被改變的蛋白質就是CD38，這顯示CD38在癲癇發生過程中起關鍵作用。

(Khodaverdian et al., 2021 | Brain Research) 癲癇過程中NAD +的細胞水平和代謝NAD +的酶。海馬迴神經元NAD+的水平（左）隨著癲癇的進展而下降（S1：1期，S3：3期，S5：5期，C0：對照組）。 參與NAD +代謝的酶的蛋白質水平（右），包括CD38，PARP1和NAMPT。 在小鼠海馬迴神經元的整個癲癇發作階段中，只有CD38顯示出蛋白質水平的顯著增加。

CD38升高可能導致腦細胞過度興奮

CD38不僅是一種NAD +的降解酶，而且在控制細胞內鈣離子的水平方面也發揮著關鍵作用，鈣離子的水平對於大腦和許多其他組織的細胞間通訊至關重要。過多的鈣過多會導致腦細胞過度興奮，從而導致腦損傷。

CD38通過從NAD +中產生一種稱為環狀ADP核糖（cADPR）的微小化合物，在控制鈣離子的水平中起著關鍵作用。活化的CD38通常位於細胞膜上，其酶成分面向細胞的外部，會消耗NAD +並吐出cADPR，然後細胞可以利用cADPR啟動某些複合物，包括鈣離子通道。

幾項研究顯示，cADPR參與了種分子複合物的激活，該這種分子複合物的通道穿梭於海馬迴和其他與癲癇有關的區域中的細胞間通訊至關重要的鈣離子。該複合物由ryanodine受體（Ryr）和Rkbp-12.6組成，Ryandine受體將儲存在稱為內質網的細胞結構中的鈣離子釋放到腦細胞的細胞質中，並釋放出一種稱為Fkbp-12.6的蛋白質。Fkbp-12.6是調節這些ryanodine受體活性所必需的。當Fkbp-12.6與複合物結合時，ryanodine受體被關閉。但當它從複合物中解離時，ryanodine受體被啟動。

(Khodaverdian et al., 2021 | Brain Research) 癲癇發生過程中海馬體內CD38和NAD +的複雜調控。 Fkbp12.6的水平對於激活稱為ryanodine受體Ryr2的鈣離子（Ca2 +）通道是必需的，在癲癇發作時會降低，從而導致Ryr2過度活躍。 鈣離子過多會導致腦細胞過度興奮，從而導致癲癇發生。

靶向CD38預防癲癇引起的腦損傷

這項研究表明NAD +的下降和鈣離子的升高可能對癲癇和癲癇發生的發展至關重要。 因此，CD38、cADPR信號轉導蛋白（如Fkbp12.6）和鈣離子通道（如精氨酸受體）似乎是癲癇治療的潛在靶標。 這些發現需要首先在人類中得到證實，然後再著手靶向這些蛋白質來治療癲癇發生。

參考文獻: Khodaverdian S, Dashtban-Moghadam E, Dabirmanesh B, Mirnajafi-Zadeh J, Taleb M, Khajeh K, Fathollahi Y. CD38 and MGluR1 as possible signaling molecules involved in epileptogenesis: a potential role for NAD+ homeostasis. Brain Res. 2021 Apr 27:147509. doi: 10.1016/j.brainres.2021.147509.

文章來源: https://www.nmn.com/news/nad-levels-brain-damage-seizures