Crucial neuroprotective roles of the metabolite BH4 in dopaminergic neurons
Notice bibliographique
Résumé
Dopa-responsive dystonia (DRD) and Parkinson's disease (PD) are movement disorders caused by the dysfunction of nigrostriatal dopaminergic neurons. Identifying druggable pathways and biomarkers for guiding therapies is crucial due to the debilitating nature of these disorders. Recent genetic studies have identified variants of GTP cyclohydrolase-1 (GCH1), the rate-limiting enzyme in tetrahydrobiopterin (BH4) synthesis, as causative for these movement disorders. Here, we show that genetic and pharmacological inhibition of BH4 synthesis in mice and human midbrain-like organoids accurately recapitulates motor, behavioral and biochemical characteristics of these human diseases, with severity of the phenotype correlating with extent of BH4 deficiency. We also show that BH4 deficiency increases sensitivities to several PD-related stressors in mice and PD human cells, resulting in worse behavioral and physiological outcomes. Conversely, genetic and pharmacological augmentation of BH4 protects mice from genetically- and chemically induced PD-related stressors. Importantly, increasing BH4 levels also protects primary cells from PD-affected individuals and human midbrain-like organoids (hMLOs) from these stressors. Mechanistically, BH4 not only serves as an essential cofactor for dopamine synthesis, but also independently regulates tyrosine hydroxylase levels, protects against ferroptosis, scavenges mitochondrial ROS, maintains neuronal excitability and promotes mitochondrial ATP production, thereby enhancing mitochondrial fitness and cellular respiration in multiple preclinical PD animal models, human dopaminergic midbrain-like organoids and primary cells from PD-affected individuals. Our findings pinpoint the BH4 pathway as a key metabolic program at the intersection of multiple protective mechanisms for the health and function of midbrain dopaminergic neurons, identifying it as a potential therapeutic target for PD.
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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 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 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 ».