1. Urinary ketone body loss leads to degeneration of brain white matter in elderly SLC5A8-deficient mice
- Author
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J. Darcourt, Julien Guglielmi, Charles-Vivien Olivieri, Fanny Burel-Vandenbos, Matthieu Gérard, Virginie Flachon, Damien Ambrosetti, Laurent Suissa, Luc Pellerin, Philippe Franken, Thierry Pourcher, Jean-Marie Guigonis, Sabine Lindenthal, Transporteurs et Imagerie, Radiothérapie en Oncologie et Mécanismes biologiques des Altérations du Tissu Osseux (TIRO-MATOs - UMR E4320), UMR E4320 (TIRO-MATOs), Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Service Hospitalier Frédéric Joliot (SHFJ), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, Centre Hospitalier Universitaire de Nice (CHU Nice), Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Epigénomique des mammifères (REMOD), Département Biologie des Génomes (DBG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de Lutte contre le Cancer Antoine Lacassagne [Nice] (UNICANCER/CAL), UNICANCER-Université Côte d'Azur (UCA), Université de Lausanne (UNIL), Centre de résonance magnétique des systèmes biologiques (CRMSB), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB), CEA ('Programme de Toxicologie nucleaire'), ANR-10-IDEX-0003,IDEX BORDEAUX,Initiative d'excellence de l'Université de Bordeaux(2010), Service Hospitalier Frédéric Joliot (SHFJ), Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-UMR E4320 (TIRO-MATOs), Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Côte d'Azur (UCA), Université de Lausanne = University of Lausanne (UNIL), and Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- Subjects
Male ,Monocarboxylic Acid Transporters ,medicine.medical_specialty ,Aging ,kidney ,Ketone ,Urinary system ,brain ,[SDV]Life Sciences [q-bio] ,Degeneration (medical) ,Ketone Bodies ,SLC5A8 ,White matter ,03 medical and health sciences ,0302 clinical medicine ,Brain White Matter ,Leukoencephalopathies ,Internal medicine ,medicine ,Animals ,030304 developmental biology ,chemistry.chemical_classification ,Tomography, Emission-Computed, Single-Photon ,0303 health sciences ,Kidney ,3-Hydroxybutyric Acid ,Chemistry ,Transporter ,Original Articles ,ketone body ,white matter ,Mice, Mutant Strains ,Mice, Inbred C57BL ,medicine.anatomical_structure ,Endocrinology ,Glucose ,Neurology ,Ketone bodies ,Neurology (clinical) ,Cardiology and Cardiovascular Medicine ,030217 neurology & neurosurgery - Abstract
SLC5A8 is a sodium-coupled monocarboxylate and ketone transporter expressed in various epithelial cells. A putative role of SLC5A8 in neuroenergetics has been also hypothesized. To clarify this issue, we studied the cerebral phenotype of SLC5A8-deficient mice during aging. Elderly SLC5A8-deficient mice presented diffuse leukoencephalopathy characterized by intramyelinic oedema without demyelination suggesting chronic energetic crisis. Hypo-metabolism in the white matter of elderly SLC5A8-deficient mice was found using 99mTc-hexamethylpropyleneamine oxime (HMPAO) single-photon emission CT (SPECT). Since the SLC5A8 protein could not be detected in the mouse brain, it was hypothesized that the leukoencephalopathy of aging SLC5A8-deficient mice was caused by the absence of slc5a8 expression in a peripheral organ, i.e. the kidney, where SLC5A8 is strongly expressed. A hyper-excretion of the ketone β-hydroxybutyrate (BHB) in the urine of SLC5A8-deficient mice was observed and showed that SLC5A8-deficient mice suffered a cerebral BHB insufficiency. Elderly SLC5A8-deficient mice also presented altered glucose metabolism. We propose that the continuous renal loss of BHB leads to a chronic energetic deficiency in the brain of elderly SLC5A8-deficient mice who are unable to counterbalance their glucose deficit. This study highlights the importance of alternative energetic substrates in neuroenergetics especially under conditions of restricted glucose availability.
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- 2019
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