Ketogenic diet uncovers differential metabolic plasticity of brain cells.
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DOI：
10.1126/sciadv.abo7639
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发表时间：
2022-09-16
期刊：
影响因子：
13.6
通讯作者：
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
为了维持体内平衡，身体，包括大脑，重新编程其代谢以应对营养或疾病的改变。然而，这些挑战对不同脑细胞类型的能量代谢的影响仍然未知。在这里，我们生成了一个蛋白质组图谱的主要中枢神经系统（CNS）细胞类型的年轻和成年小鼠，喂养治疗相关的低碳水化合物，高脂肪生酮饮食（KD）和神经炎症期间。在稳态条件下，CNS细胞类型偏好不同的能量代谢模式。出乎意料的是，与KD的比较揭示了不同的细胞类型特异性策略来管理能量代谢物的改变的可用性。星形胶质细胞和神经元，而不是少突胶质细胞表现出代谢可塑性。此外，炎性脱髓鞘疾病改变了神经元代谢特征，方向与KD相似。总之，这些发现突出了CNS细胞之间以及外周和大脑之间的代谢串扰对管理营养改变和神经系统疾病的重要性。脑细胞的不同代谢灵活性有助于管理营养或病理挑战。
To maintain homeostasis, the body, including the brain, reprograms its metabolism in response to altered nutrition or disease. However, the consequences of these challenges for the energy metabolism of the different brain cell types remain unknown. Here, we generated a proteome atlas of the major central nervous system (CNS) cell types from young and adult mice, after feeding the therapeutically relevant low-carbohydrate, high-fat ketogenic diet (KD) and during neuroinflammation. Under steady-state conditions, CNS cell types prefer distinct modes of energy metabolism. Unexpectedly, the comparison with KD revealed distinct cell type–specific strategies to manage the altered availability of energy metabolites. Astrocytes and neurons but not oligodendrocytes demonstrated metabolic plasticity. Moreover, inflammatory demyelinating disease changed the neuronal metabolic signature in a similar direction as KD. Together, these findings highlight the importance of the metabolic cross-talk between CNS cells and between the periphery and the brain to manage altered nutrition and neurological disease. Differential metabolic flexibility of brain cells facilitates managing nutritional or pathologic challenges.
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