Published 2019 | Version v1
Journal article

Urinary ketone body loss leads to degeneration of brain white matter in elderly SLC5A8-deficient mice

Others:
Transporteurs et Imagerie, Radiothérapie en Oncologie et Mécanismes biologiques des Altérations du Tissu Osseux (TIRO-MATOs - UMR E4320) ; 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)-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)
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) ; 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)-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 = University of Lausanne (UNIL)
Centre de résonance magnétique des systèmes biologiques (CRMSB) ; Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
CEA ("Programme de Toxicologie nucleaire'')
ANR-10-IDEX-0003,IDEX BORDEAUX,Initiative d'excellence de l'Université de Bordeaux(2010)

Description

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.

Abstract

International audience

Additional details

Created:
December 4, 2022
Modified:
December 1, 2023