實(shí)驗(yàn)表明，過(guò)多的維生素B3-煙酰胺 - 在細(xì)胞內(nèi)自然產(chǎn)生，可導(dǎo)致細(xì)胞在某些感覺(jué)細(xì)胞中死亡，并引起蠕蟲(chóng)(Caenorhabditis elegans)的行為改變。賓夕法尼亞州立大學(xué)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)的這項(xiàng)研究表明，過(guò)量的煙酰胺會(huì)導(dǎo)致TRPV離子通道過(guò)度活躍，這種離子通過(guò)控制某些帶電粒子進(jìn)出細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)而參與感官知覺(jué)。這項(xiàng)工作還提供了導(dǎo)致細(xì)胞死亡的機(jī)制的線索，并將這些細(xì)胞過(guò)程與行為聯(lián)系起來(lái)。描述該研究的論文發(fā)表在2016年10月12日的Nature Communications期刊上。

“我們沒(méi)有著手研究TRPV離子通道，但我們發(fā)現(xiàn)維生素B3對(duì)我們研究的蠕蟲(chóng)具有物理和行為影響，當(dāng)我們使用遺傳學(xué)追蹤這些影響時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)了煙酰胺形式的維生素B3對(duì)使用TRPV離子通道的某些細(xì)胞有毒，“賓夕法尼亞州立大學(xué)生物化學(xué)和分子生物學(xué)副教授，該研究的主要作者Wendy Hanna-Rose說(shuō)。“我們能夠證明煙酰胺是TRPV通道的激動(dòng)劑 - 它導(dǎo)致它過(guò)度活躍 - 導(dǎo)致細(xì)胞死亡。這真的很酷的是TRPV離子通道參與感覺(jué)知覺(jué) - 它可以對(duì)疼痛，觸覺(jué)或溫度變化做出反應(yīng) - 受到細(xì)胞自然副產(chǎn)物的調(diào)節(jié)

該研究小組此前已經(jīng)證明，當(dāng)一種與細(xì)胞內(nèi)煙酰胺代謝有關(guān)的基因pnc-1在蠕蟲(chóng)中發(fā)生突變時(shí)，煙酰胺可以在蠕蟲(chóng)子宮的感覺(jué)細(xì)胞中構(gòu)建高達(dá)其正常水平的10倍，從而導(dǎo)致細(xì)胞去死。在目前的論文中，研究人員通過(guò)實(shí)驗(yàn)將蠕蟲(chóng)暴露于過(guò)量的煙酰胺中，并鑒定出另一種類(lèi)型的感覺(jué)神經(jīng)細(xì)胞，這種感覺(jué)神經(jīng)細(xì)胞會(huì)因TRPV通道的過(guò)度活躍而死亡。

受煙酰胺影響的兩種細(xì)胞類(lèi)型共同表達(dá)了編碼蠕蟲(chóng)中TRPV離子通道亞基的幾種基因的基因osm-9和ocr-4-two。研究人員用熒光標(biāo)記物標(biāo)記了這兩個(gè)基因，結(jié)果顯示細(xì)胞中過(guò)度活躍的TRPV通道由這兩個(gè)基因編碼的每個(gè)蛋白質(zhì)組成兩個(gè)拷貝。

“我們直觀地了解新陳代謝可以影響感官輸入 - 你的饑餓程度可能會(huì)影響某些東西的氣味 - 但我們對(duì)這種情況的發(fā)生并不了解，”漢娜 - 羅斯說(shuō)。“通過(guò)這項(xiàng)研究，我們正在打開(kāi)一扇門(mén)，確定細(xì)胞代謝狀態(tài)如何直接影響感覺(jué)通道的機(jī)制。”

由于TRPV離子通道參與感官知覺(jué)，研究人員接下來(lái)探討了由于過(guò)量接觸煙酰胺導(dǎo)致的細(xì)胞死亡是否會(huì)影響蠕蟲(chóng)的行為。死亡的神經(jīng)細(xì)胞通過(guò)蠕蟲(chóng)的鼻子暴露在環(huán)境中，被蠕蟲(chóng)用來(lái)在覓食時(shí)感知食物。通過(guò)實(shí)驗(yàn)或通過(guò)突變pnc-1基因暴露于過(guò)量煙酰胺的蠕蟲(chóng)表達(dá)出與野生型蠕蟲(chóng)相比覓食時(shí)異常的頭部彎曲行為。研究人員還將蠕蟲(chóng)中的產(chǎn)卵缺陷與過(guò)量的煙酰胺和過(guò)度活躍的TRPV通道聯(lián)系起來(lái)。

研究人員還表明，煙酰胺過(guò)度激發(fā)TRPV通道的能力在進(jìn)化上是保守的。他們將蒼蠅(Drosophila melanogaster)的幼蟲(chóng)暴露于煙酰胺，發(fā)現(xiàn)幼蟲(chóng)對(duì)振動(dòng)的反應(yīng)減弱了。這反映了功能喪失突變對(duì)TRPV基因的飛行版本的影響，但它沒(méi)有導(dǎo)致細(xì)胞死亡。

“TRPV離子通道不僅在蠕蟲(chóng)和蒼蠅中具有進(jìn)化保守性，”Hanna-Rose說(shuō)。“這些感覺(jué)受體在哺乳動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)，例如辣椒素受體 - 以及許多其他類(lèi)似感受器。我們的工作為研究這些受體起作用的機(jī)制開(kāi)辟了一條新途徑，表明它們可以被天然存在的產(chǎn)物調(diào)節(jié)。細(xì)胞新陳代謝“