DC
David Cartwright
Author with expertise in Role of Sirtuins in Health and Aging
Achievements
This user has not unlocked any achievements yet.
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
2
(0% Open Access)
Cited by:
0
h-index:
16
/
i10-index:
19
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

Induction of the nicotinamide riboside kinase NAD+ salvage pathway in skeletal myopathy of H6PDH KO mice

Craig Doig et al.Mar 4, 2019
Background Hexose-6-Phosphate Dehydrogenase (H6PDH) is a generator of NADPH in the Endoplasmic/Sarcoplasmic Reticulum (ER/SR). Interaction of H6PDH with 11β-hydroxysteroid dehydrogenase type 1 provides NADPH to support oxo-reduction of inactive to active glucocorticoids, but the wider understanding of H6PDH in ER/SR NAD(P)(H) homeostasis is incomplete. Muscle specific lack of H6PDH results in a deteriorating skeletal myopathy, altered glucose homeostasis, ER stress and activation of the unfolded protein response. Here we further assess muscle responses to H6PDH deficiency to delineate pathways that may underpin myopathy and link SR redox status to muscle wide metabolic adaptation.Methods We analysed skeletal muscle from H6PDH knockout (H6PDKO), H6PDH and NRK2 double knockout (DKO) and wild-type (WT) mice. H6PDKO mice were supplemented with the NAD+ precursor nicotinamide riboside. Skeletal muscle samples were subject to biochemical analysis including NAD(H) measurement, LC/MS based metabolomics, Western immunoblotting, and high resolution mitochondrial respirometry. Genetic and supplement models were assessed for degree of myopathy compared to H6PDKO.Results H6PDKO skeletal muscle showed adaptations in the routes regulating nicotinamide and NAD+ biosynthesis, with significant activation of the Nicotinamide Riboside Kinase 2 (NRK2) pathway. Associated with changes in NAD+ biosynthesis H6PDKO muscle had impaired mitochondrial respiratory capacity with altered mitochondrial acylcarnitine and acetyl CoA metabolism. Boosting NAD+ levels through the NRK2 pathway using the precursor nicotinamide riboside had no effect to mitigate ER stress and dysfunctional mitochondrial respiratory capacity or Acetyl-CoA metabolism. Similarly, H6PDKO/NRK2 double KO mice did not display an exaggerated timing or severity of myopathy or overt change in mitochondrial metabolism despite depression of NAD+ availability.Conclusions These findings suggest a complex metabolic response to changes to muscle SR NADP(H) redox status that result in impaired mitochondrial energy metabolism and activation of cellular NAD+ salvage pathways. It is possible that SR can sense and signal perturbation in NAD(P)(H) that cannot be rectified in the absence of H6PDH. Whether NRK2 pathway activation is a direct response to changes in SR NAD(P)(H) availability or adaptation to deficits in metabolic energy availability remains to be resolved.* ER/SR : : Endoplasmic/Sarcoplasmic Reticulum H6PD : : Hexose-6-Phosphate Dehydrogenase NAD+ : : Nicotinamide Adenine Dinucleotide NMN : : Nicotinamide Mononucleotide NR : : Nicotinamide Riboside NRK : : Nicotinamide Riboside Kinase TA : : Tibialis Anterior SOL : : Soleus
0

Nicotinamide riboside augments the human skeletal muscle NAD+ metabolome and induces transcriptomic and anti-inflammatory signatures in aged subjects: a placebo-controlled, randomized trial

Yasir Elhassan et al.Jun 28, 2019
NAD+ is modulated by conditions of metabolic stress and has been reported to decline with aging, but human data are sparse. Nicotinamide riboside (NR) supplementation ameliorates metabolic dysfunction in rodents. We aimed to establish whether oral NR supplementation in aged participants can increase the skeletal muscle NAD+ metabolome, and questioned if tissue NAD+ levels are depressed with aging. We supplemented 12 aged men with NR 1g per day for 21-days in a placebo-controlled, randomized, double-blind, crossover trial. Targeted metabolomics showed that NR elevated the muscle NAD+ metabolome, evident by increased nicotinic acid adenine dinucleotide and nicotinamide clearance products. Muscle RNA sequencing revealed NR-mediated downregulation of energy metabolism and mitochondria pathways. NR also depressed levels of circulating inflammatory cytokines. In an additional study, 31P magnetic resonance spectroscopy-based NAD+ measurement in muscle and brain showed no difference between young and aged individuals. Our data establish that oral NR is available to aged human muscle and identify anti-inflammatory effects of NR, while suggesting that NAD+ decline is not associated with chronological aging per se in human muscle or brain.