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Camacho-Pereira J, Lai de Souza LO, Chichierchio MS, Rodrigues-Chaves C, Lomba LDS, Fonseca-Oliveira M, Carvalho-Mendonça D, Silva-Rodrigues T, Galina A. The NADase CD38 may not dictate NAD levels in brain mitochondria of aged mice but regulates hydrogen peroxide generation. Free Radic Biol Med 2023; 209:29-39. [PMID: 37774804 DOI: 10.1016/j.freeradbiomed.2023.09.035] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Track Full Text] [Journal Information] [Submit a Manuscript] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 07/31/2023] [Revised: 09/26/2023] [Accepted: 09/27/2023] [Indexed: 10/01/2023]
Abstract
Aging is a time-related functional decline that affects many species. One of the hallmarks of aging is mitochondrial dysfunction, which leads to metabolic decline. The NAD decline during aging, in several tissues, correlates with increase in NADase activity of CD38. Knock out or pharmacological inhibition of CD38 activity can rescue mitochondrial function in several tissues, however, the role of CD38 in controlling NAD levels and metabolic function in the aging brain is unknown. In this work, we investigated CD38 NADase activity controlling NAD levels and mitochondrial function in mice brain with aging. We demonstrate that NADase activity of CD38 does not dictate NAD total levels in brain of aging mice and does not control mitochondrial oxygen consumption nor other oxygen parameters markers of mitochondrial dysfunction. However, for the first time we show that CD38 regulates hydrogen peroxide (H2O2) generation, one of the reactive oxygen species (ROS) in aging brain, through regulation of pyruvate dehydrogenase and alfa-ketoglutarate dehydrogenase, as mitochondria H2O2 leakage sites. The effect may be related to mitochondrial calcium handling differences in CD38 absence. Our study highlights a novel role of CD38 in brain energy metabolism and aging.
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Affiliation(s)
- Juliana Camacho-Pereira
- Laboratório de Biologia Molecular de Leveduras, Instituto de Bioquímica Médica Leopoldo de Meis, Centro de Ciências da Saúde, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Cidade Universitária, Av. Carlos Chagas Filho 373, Ilha do Fundão, Rio de Janeiro, 21941-590, Brazil.
| | - Leonardo Osbourne Lai de Souza
- Laboratório de Biologia Molecular de Leveduras, Instituto de Bioquímica Médica Leopoldo de Meis, Centro de Ciências da Saúde, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Cidade Universitária, Av. Carlos Chagas Filho 373, Ilha do Fundão, Rio de Janeiro, 21941-590, Brazil.
| | - Marina Santos Chichierchio
- Laboratório de Biologia Molecular de Leveduras, Instituto de Bioquímica Médica Leopoldo de Meis, Centro de Ciências da Saúde, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Cidade Universitária, Av. Carlos Chagas Filho 373, Ilha do Fundão, Rio de Janeiro, 21941-590, Brazil.
| | - Camila Rodrigues-Chaves
- Laboratório de Bioenergética e Fisiologia Mitocondrial, Instituto de Bioquímica Médica Leopoldo de Meis, Centro de Ciências da Saúde, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Cidade Universitária, Av. Carlos Chagas Filho 373, Ilha do Fundão, Rio de Janeiro, 21941-590, Brazil.
| | - Luiza de Sousa Lomba
- Laboratório de Bioenergética e Fisiologia Mitocondrial, Instituto de Bioquímica Médica Leopoldo de Meis, Centro de Ciências da Saúde, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Cidade Universitária, Av. Carlos Chagas Filho 373, Ilha do Fundão, Rio de Janeiro, 21941-590, Brazil.
| | - Manoel Fonseca-Oliveira
- Laboratório de Bioenergética e Fisiologia Mitocondrial, Instituto de Bioquímica Médica Leopoldo de Meis, Centro de Ciências da Saúde, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Cidade Universitária, Av. Carlos Chagas Filho 373, Ilha do Fundão, Rio de Janeiro, 21941-590, Brazil.
| | - Daniel Carvalho-Mendonça
- Laboratório de Biologia Molecular de Leveduras, Instituto de Bioquímica Médica Leopoldo de Meis, Centro de Ciências da Saúde, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Cidade Universitária, Av. Carlos Chagas Filho 373, Ilha do Fundão, Rio de Janeiro, 21941-590, Brazil.
| | - Thaia Silva-Rodrigues
- Laboratório de Bioenergética e Fisiologia Mitocondrial, Instituto de Bioquímica Médica Leopoldo de Meis, Centro de Ciências da Saúde, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Cidade Universitária, Av. Carlos Chagas Filho 373, Ilha do Fundão, Rio de Janeiro, 21941-590, Brazil.
| | - Antonio Galina
- Laboratório de Bioenergética e Fisiologia Mitocondrial, Instituto de Bioquímica Médica Leopoldo de Meis, Centro de Ciências da Saúde, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Cidade Universitária, Av. Carlos Chagas Filho 373, Ilha do Fundão, Rio de Janeiro, 21941-590, Brazil.
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