Systems biology identifies preserved integrity but impaired metabolism of mitochondria due to a glycolytic defect in Alzheimer's disease neurons
Notice bibliographique
Résumé
Mitochondrial dysfunction is implicated in most neurodegenerative diseases, including Alzheimer's disease (AD). We here combined experimental and computational approaches to investigate mitochondrial health and bioenergetic function in neurons from a double transgenic animal model of AD (PS2APP/B6.152H). Experiments in primary cortical neurons demonstrated that AD neurons had reduced mitochondrial respiratory capacity. Interestingly, the computational model predicted that this mitochondrial bioenergetic phenotype could not be explained by any defect in the mitochondrial respiratory chain (RC), but could be closely resembled by a simulated impairment in the mitochondrial NADH flux. Further computational analysis predicted that such an impairment would reduce levels of mitochondrial NADH, both in the resting state and following pharmacological manipulation of the RC. To validate these predictions, we utilized fluorescence lifetime imaging microscopy (FLIM) and autofluorescence imaging and confirmed that transgenic AD neurons had reduced mitochondrial NAD(P)H levels at rest, and impaired power of mitochondrial NAD(P)H production. Of note, FLIM measurements also highlighted reduced cytosolic NAD(P)H in these cells, and extracellular acidification experiments showed an impaired glycolytic flux. The impaired glycolytic flux was identified to be responsible for the observed mitochondrial hypometabolism, since bypassing glycolysis with pyruvate restored mitochondrial health. This study highlights the benefits of a systems biology approach when investigating complex, nonintuitive molecular processes such as mitochondrial bioenergetics, and indicates that primary cortical neurons from a transgenic AD model have reduced glycolytic flux, leading to reduced cytosolic and mitochondrial NAD(P)H and reduced mitochondrial respiratory capacity.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».