Oral nicotinamide riboside raises NAD+ and lowers biomarkers of neurodegenerative pathology in plasma extracellular vesicles enriched for neuronal origin

Declining nicotinamide adenine dinucleotide (NAD⁺) concentration in the brain during aging contributes to metabolic and cellular dysfunction and is implicated in the pathogenesis of aging-associated neurological disorders. Experimental therapies aimed at boosting brain NAD⁺ levels normalize several neurodegenerative phenotypes in animal models, motivating their clinical translation. Dietary intake of NAD⁺ precursors, such as nicotinamide riboside (NR), is a safe and effective avenue for augmenting NAD⁺ levels in peripheral tissues in humans, yet evidence supporting their ability to raise NAD⁺ levels in the brain or engage neurodegenerative disease pathways is lacking. Here, we studied biomarkers in plasma extracellular vesicles enriched for neuronal origin (NEVs) from 22 healthy older adults who participated in a randomized, placebo-controlled crossover trial (NCT02921659) of oral NR supplementation (500 mg, 2x /day, 6 weeks). We demonstrate that oral NR supplementation increases NAD⁺ levels in NEVs and decreases NEV levels of Aβ42, pJNK, and pERK1/2 (kinases involved in insulin resistance and neuroinflammatory pathways). In addition, changes in NAD(H) correlated with changes in canonical insulin–Akt signaling proteins and changes in pERK1/2 and pJNK. These findings support the ability of orally administered NR to augment neuronal NAD⁺ levels and modify biomarkers related to neurodegenerative pathology in humans. Furthermore, NEVs offer a new blood-based window into monitoring the physiologic response of NR in the brain.     

Genes encoding alpha-heavy chains of rabbit IgA: characterization of cDNA encoding IgA-g subclass alpha-chains

cDNA molecules encoding rabbit IgA alpha-heavy chains have been synthesized and six of these have been characterized. The complete nucleotide sequence of one cDNA, p 19 (942bp), showed that it encoded all but the N-terminal 57 amino acid residues of the constant region of alpha-chains. The cDNA molecules were subcloned into the expression vector pUC8 and E. coli were transformed. Radioimmunoassay of the molecules synthesized by these clones showed that all six cDNA molecules encoded alpha-chains of the IgA-g subclass. Comparison of the amino acids encoded by the alpha-cDNA with the amino acid sequence of mouse and human alpha-chains showed that although all of the intradomain disulfide bonds appear to be conserved, some positions, probably involved in interchain disulfide bonds, are not conserved. We propose that secretory component is covalently bound to cysteine 299 and/or cysteine 301 of the CH2 domain of mouse and human alpha-chains. The results from Southern blot analysis of genomic DNA with 32P-cDNA suggests that the rabbit genome has multiple C alpha genes.     

Pnoepyga immaculata n. sp., eine neue bodenbewohnende Timalie aus dem Nepal-Himalaya

Zusammenfassung Pnoepyga immaculata n. sp. lebt im Areal der beiden anderenPnoepyga-Artenalbiventer (Hodgson 1837) undpusilla Hodgson 1845 und wurde durch ihren markant abweichenden Territorialgesang entdeckt. Sie besitzt eine kurze silberhelle Strophe aus kurzen, in gleichmäßigen Abständen gereihten Pfiff-Elementen, die in der Frequenz leicht abfällt. Neben der Stimme liegen die wesentlichen diagnostischen Merkmale nach jetzigem Kenntnisstand gegenüber sympatrischenalbiventer in wenig größerem Schnabel, der Fleckenlosigkeit von Oberseite, Kopf und Flügeldecken, gegenüberpusilla in den größeren Körperabmessungen, gegenüber sympatrischenalbiventer undpusilla im schwachen grünlichen Schimmer der Oberseite und in der länglichen Schuppung der Unterseite. Es bestehen keine Proportionsunterschiede zwischenimmaculata undalbiventer/pusilla einerseits wie auch nicht zwischen diesen beiden andererseits. Bis jetzt wurden 4 Belegstücke (SammlungenKoelz, Diesselhorst, Martens) und eine durch Bandaufnahme gesicherte Beobachtung zwischen Dhaulagiri in Mittelwest-Nepal bis nahe der Ost-Grenze Nepals bekannt.P. immaculata lebt zur Brutzeit in enger Nachbarschaft mitP. albiventer undP. pusilla, ist jedoch vonalbiventer vertikal getrennt bei nachgewiesenem Kontakt, vonpusilla durch Bevorzugung trockeneren Waldunterwuchses abseits von Bächen. Schon jetzt mußimmaculata als gefährdete Art eingestuft werden, da Waldvegetation in der zur Brutzeit bevorzugten Höhenstufe zwischen 2100 und 3100 m in Nepal weitgehend vernichtet worden ist.

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Pnoepyga immaculata n. sp., a new ground living wren-babbler from the Nepal Himalayas (Timaliidae)

Summary P. immaculata n. sp. was discovered by its voice which strongly differs from the two other sympatric species,albiventer (Hodgson 1837) andpusilla Hodgson 1845. As a territorial song, it displays a silvery strophe arranged of short, more or less regularly spaced whistling notes (fig. 7a–d), slightly descending in pitch. The strophe is about 2 s long. Besides the distinct voice, the essential diagnostic characters in comparison toP. albiventer are the slightly larger bill, plain head, upper side and wing coverts (fig. 1a–d, 2, 4a–d), in comparison topusilla the larger body size (fig. 1i–m), in comparison to sympatricalbiventer andpusilla the slightly olive tinge of the upper side (against warm dark brown in both others, fig. 1e–m), and the more longish scaly feathers of the lower side (against stout scaly appearance in both others, fig. 1 a–d). These characters hold true at least in Central and Eastern Himalayan populations of the respective species. There do not exist proportional differences in the relations of any part of the body betweenimmaculata andpusilla and not between the latter ones as well. Heretofore, 4 museum specimens are known (Koelz Coll.,Diesselhorst Coll.,Martens Coll.) from West-central (Thakkhola, type locality) and East Nepal (Ting Sang La), 3 of them from the presumed breeding grounds (2100–3100 m), one from the winter quarters in the Terai lowlands. A field observation close to the Darjeeling border in far East Nepal is verified by a tape-recording.P. immaculata embarasses the biologist and systematist because it lives in close neighbourhood of the similar speciesalbiventer andpusilla. It must have been overlooked by its apparent scarcity and overall similarity to both other species of the genus. Slight ecological differences rather correspond to the vertical distribution ofalbiventer, which populates a higher forest belt. But both have already been found on territory at close range.P. pusilla inhabits different microbiotopes, especially the close proximity of running water in the same altitudinal belt asimmaculata. When discovered,P. immaculata is to be classified already as an endangered species. Forest vegetation of its preferred altitude is already greatly reduced in the Central and Eastern Nepal Himalayas. To get a more detailed information on its general distribution and biology in order to quickly arrange protected areas and thus to guarantee the survival ofP. immaculata, should be the urgent next step.

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Results of the Himalaya Expeditions ofJ. Martens, No. 163. — For No. 162 see: Stuttgarter Beitr. Naturkde. (A) 453: 1–46, 1990.     

Effect of serum concentration on hybridoma viable cell density and production of monoclonal antibodies in CSTRs and on shear sensitivity in air-lift loop reactors

The death rate of hybridoma cells, grown in a continuous culture, has been studied in a small air-lift loop reactor as a function of reactor height and injected gas flow rate. The first-order death-rate constant was found to be proportional to the reciprocal height and to the gas flow rate, in accordance with the hypothetical killing volume model for insect cells in bubble columns. Furthermore, the effect of the serum concentration on viable cell concentration and cell productivity has been investigated in a continuous culture. A serum component became growth limiting when the serum concentration was decreased from 2% to 1%. No effect of the serum concentration on specific cell productivity could be measured. Samples from this culture were also studied in the air-lift loop reactor to determine the effect of serum concentration on the shear sensitivity. The cells' shear sensitivity increased with decreasing serum concentration. The protective effect of serum was found to be physical as well as physiological.     

Tryptophan-dependent biosynthesis of auxins in soil

The presence of auxins in soil may have an ecological impact affecting plant growth and development. A rapid and simple colorimetric method was used to assess California soils for their potential to produce auxins upon the addition of L-tryptophan (L-TRP). The auxin content measured by colorimetry was expressed as indole-3-acetic acid (IAA)-equivalents. A substrate (L-TRP) concentration of 5.3 g kg^-1, glucose concentration of 6.7 g kg^-1, no nitrogen, pH 7.0, 40°C, shaking (aeration) and 48 h incubation time were selected as standardized conditions to assay for auxin biosynthesis in soil. IAA was confirmed as a major microbial metabolite derived from L-TRP in soil by use of high performance liquid chromatography (HPLC). Under standardized conditions, L-TRP-derived auxins in 19 soils varied greatly ranging from 18.2 to 303.2 mg IAA equivalents (auxins) kg^-1 soil. This study suggests that the phenotypic character of the soil microbiota has more of an influence on auxin production than the soil physicochemical properties (e.g., pH, organic C content, CEC, etc.).     

Zur Biologie des Planktons des Königshafens (Nordsylter Wattenmeer)

From May 1979 on, the following parameters were measured at a station in the inlet of Königshafen near List (Island of Sylt): temperature, salinity, mesozooplankton (>76 µm), chlorophyll-a, seston dry weight, oxygen and phytoplankton-nutrients (NH₄-N, NO₂-N, NO₃-N, PO₄-P, SiO₃-Si). A multiple regression analysis showed the interrelationships between the parameters measured. Tidal influences on zooplankton and seston dry weight could be observed. At low tide, the amount of zooplankton (not counting the harpacticoid copepods) declines and the number of harpacticoid copepods rises as does the seston dry weight too. The chlorophyll-a content is a function of the phytoplankton-nutrients. An increase in chlorophyll-a leads to a decrease in nitrogen and silicate concentrations. Phosphate, due possibly to a sewage inlet into the Königshafen, is not a limiting factor. The availability of nutrients is influenced by temperature, salinity and the tidal cycle. The amount of oxygen is dependent on water temperature and seston dry weight. High water temperatures and a high seston content lead to a decrease in oxygen concentrations.     

Estimation of signal and noise spectra by special averaging techniques with application to a posteriori “Wiener” filtering

This paper deals with the problem of separating the spectra of signal and noise in ensembles where the signal can be considered as an invariant component and the noise as a stationary additive background. Several methods are discussed and compared on the basis of a statistical analysis of the first two moments of the estimators for signal and noise spectra. As a consequence a procedure is proposed which provides a flexible compromise between estimation accuracy and computational effort. The application of this procedure to a posteriori Wiener filtering is compared with a more common, but time consuming, technique.     

Feinstruktur der Tarsal-Drüse vonSiro duricovius (Joseph) (Opiliones,Sironidae)

Zusammenfassung Alle Arten der Sironidae tragen als sekundäres männliches Geschlechtsmerkmal ein epidermales Drüsenorgan im letzten Tarsalglied des 4. Laufbeines. Das Sekret tritt dort dorsal, exponiert auf einer kanülenartigen Apophyse, dem Adenostyl, nach außen.BeiSiro duricorius (Joseph, 1868) besteht das komplexe Drüsenorgan aus zahlreichen funktionellen Einheiten, deren Sekret einem gemeinsamen Kanal zugeführt wird; er öffnet sich auf dem Adenostyl. Jede funktionelle Drüseneinheit umfaßt 5 Zellen: 3 Drüsenzellen (DZ, Dreiergruppe), 1 Hüllzelle (HZ), 1 Kanalzelle (KZ). Die Sekrete werden in ein gemeinsames Reservoir abgegeben.HZ verknüpft manschettenartig die DZ mit der KZ. Eine Randeinfaltung am Apex der DZ gewährleistet innige Verfalzung von diesen mit der HZ.DZ und HZ sind mit gut entwickeltem Mikrovillisaum ausgestattet; beide Zelltypen sezernieren.Der ableitende Kanal der GZ besteht aus 2 Abschnitten: ein distaler schwammig-fibrillärer und ein proximaler massiver; beide Teile werden von nur einer Zelle (KZ) begleitet. Der basale Teil mündet in den Hauptkanal, der zum Adenostyl zieht.Neben diesem komplexen Drüsenorgan liegt ein ähnlich gebautes, aber kleineres ventral im Tarsus; sein Sammelkanal zieht zum Kanal der Hauptdrüse.Isolierte funktionelle Einheiten sind in der Tarsenepidermis weit verstreut; sie leiten ihr Sekret unmittelbar auf die Tarsusoberfläche.Die DZ produzieren nach elektronenoptischer Evidenz ein Protein. Das Sekret der HZ läßt sich bisher nicht zuordnen; es ist von dem der DZ verschieden.

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Ultrastructure of the tarsal gland ofSiro duricorius (Joseph)

Summary All species of Sironidae possess as a secondary male sex character an epidermal gland organ in the last tarsal joint of the fourth leg. The glandular secretion emanates from a conical apophysis, the adenostyl, which is located dorsally on the joint.InSiro duricorius (Joseph, 1868) the complex organ consists of numerous functional units, the secretion of which flows into the common channel opening on the adenostyl.Every gland unit contains 5 cells: 3 gland cells (DZ), 1 enveloping cell (HZ), 1 duct cell (KZ). The enveloping cell connects the gland cells with the duct cell like a sleeve. A marginal fold of the gland cell apex provides tight connection of gland cells and enveloping cell.Gland cells and enveloping cell are equipped with microvilli, and both cell types secrete in a common reservoir.The duct of the duct cell is divided into two parts: 1) a distal fibrillaceous-spongy one and 2) a proximal massive one. Both are accompanied only by a single duct cell.Besides this complex gland organ a similar one is located in the ventral part of the tarsus. Its collecting channel opens into the channel of the main gland.Isolated functional gland units are scattered over the epidermis of the tarsus; their secretion flows immediately on the tarsal surface.The gland cells proper produce a protein, the fact is indicated by the electronmicrographs. The secretion of the enveloping cell is a different one, but at this time cannot be attached to a chemical group.

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Abkürzungen A Adenostyl - aSe austretendes Sekret - C Kutikulin - Cu Kutikula - dK distaler Kanal - DK Kern der Drüsenzelle - DZ Drüsenzelle - ER rauhes endoplasmatischesm, Retikulum - G Golgi-Apparat - HK Kern der Hüllzelle - HZ Hüllzelle - K Kralle des Tarsus - Ke Kern - KK Kern der Kanalzelle - KZ Kanalzelle - M Mikrovilli - Mi Mitochondrium - pK proximaler Kanal - R Randeinfaltung der DZ - Re extrazelluläres Reservoir - Ri Ribosomen - Se Sekret - SK zentraler Sammelkanal - T Mikrotubuli - Va Vakuole - Va₁-Va₆ Vakuolen mit Sekret unterschiedlichen Reifegrades     

Akustische Differenzierung verwandtschaftlicher Beziehungen in derParus (Periparus)-Gruppe nach Untersuchungen im Nepal-Himalaya

Zusammenfassung Die fünf Formen der UntergattungParus (Periparus) des südlichen Zentral-Asien(rufonuchalis, rubidiventris, beavani, melanolophus, aemodius) werden morphologisch, biologisch-ökologisch und vor allem akustisch differenziert. Die Spezifität der Gesänge gilt als wesentliches Art-Kriterium; sie wird mit Attrappen-Versuchen getestet.1.Rufonuchalis, rubidiventris undbeavani (Fichtenmeisen-Gruppe) bilden im Nepal-Himalaya Arealgrenzen aus.Rufonuchalis undrubidiventris leben dort sympatrisch,rubidiventris undbeavani allopatrisch ohne Introgressionszone. Rubidiventris undbeavani haben übereinstimmende ökologische Ansprüche;rufonuchalis als größere und trockenadaptierte Form weicht merklich ab. Die Arealgrenzen vonrufonuchalis undrubidiventris sind im westlichen Nepal-Himalaya klimatisch bedingt (Monsun!), nicht durch Konkurrenz mit anderenPeriparus-Formen.Reviergesänge der farblich fast ununterscheidbarenrufonuchalis undbeavani divergieren sehr, die vonrubidiventris undbeavani sind gleich. Rufonuchalis verfügt über 2 Gesangstypen: Trillergesang dient der Reviermarkierung, Pfiffgesang der Revierverteidigung. Beide Gesangsformen entsprechen nicht demParus-Gesangsschema, wohl aber der Klappergesang vonrubidiventris undbeavani. Beavani reagiert im Attrappen-Test nur auf denrufonuchalis-Pfiffgesang und besitzt vergleichbare Lautäußerungen.Rufonuchalis-Trillergesang findet beibeavani ebenfalls Entsprechungen, jedoch nicht beirubidiventris.Spezialisierte Trillergesang-Elemente vonrufonuchalis undbeavani werden als homolog betrachtet. Bei diesen allopatrischen Formen konnten sie erhalten bleiben, der mitrufonuchalis sympatrischerubidiventris hat sie reduziert.Die gleichfarbigenrufonuchalis undbeavani haben das Himalaya-System nie kontinuierlich besiedelt; ihre Areale standen ursprünglich über die Waldzonen Zentralasiens miteinander in Verbindung.Akustische Analyse und Verbreitungsmuster weisenrufonuchalis undrubidiventris (mit den Subspeziesrubidiventris undbeavani) als eigene Spezies aus; sie werden zu einer Superspezies verklammert.2. Die Areale vonP. ater aemodius undP. melanolophus stehen im zentralen Himalaya in sekundärem Kontakt; sie bilden dort eine Hybrid-(Introgressions-)Zone von 70 km Breite.An keiner Stelle desaemodius- bzw.melanolophus-Areals kommen die beiden Ausgangsformen bzw. Hybriden und Ausgangsformen nebeneinander vor. Merkliche Zuwanderung in das Hybridgebiet aus östlichen oder westlichen Arealteilen findet nicht statt.Es existieren Hybriden, die nicht intermediär zwischen den Ausgangsformen stehen, sondern von ihnen in Farbmuster und Färbung markant abweichen (rostbäuchige Hybriden).Vom Gebiet reineraemodius-Phäne zu dem reinermelanolophus-Phäne verläuft eine Merkmalsprogression:aemodius-Beige der Unterseite zu Rostrot;aemodius-Beige der Flanken zumelanolophus-Grau. Rostrot der Unterseite schlägt fast ohne Übergang zumelanolophus-Grau um (bisher nur für eine Population belegt).Alle Populationen des Hybridgürtels sind voll fortpflanzungsfähig (Reviergesang, Revierabgrenzung, -Brutfleck, -Gonadenentwicklung). Die Ausgangsformen haben (noch) keine verschiedenen adaptiven Niveaus erreicht; die Hybriden sind bei der Paarbildung (offensichtlich) nicht unterlegen.Isolationsmechanismen zwischen Ausgangsformen und Hybriden sind (heute) nicht (mehr) entwickelt; füraemodius undmelanolophus werden gering entwickelte akustische (und optische) postuliert (Hinweise durch Hybridisation in Gefangenschaft).Rostfarbigkeit wird als altes Merkmal derPeriparus-Gruppe angesehen, sein Auftreten bei den Hybriden als Atavismus.Reviergesänge aus derater/melanolophus-Gruppe sind einander sehr ähnlich. Der Gesang mitteleuropäischera. ater und der vonmelanolophus zeichnet sich durch ansteigende Elemente aus, diea. aemodius fehlen. Auf solche Gesangstypen reagiertaemodius nur mangelhaft.Die Gesänge in den Hybridpopulationen gleichen jenen vonaemodius; das wird auf Lernen desaemodius-Repertoires der Hybriden während des ersten Kontaktes vonmelanolophus undaemodius zurückgeführt.Süddeutschea. ater reagieren nur zur Zeit höchster Revierverteidigungs-Bereitschaft auf einen bestimmtenaemodius-Strophentyp. Auf diesen Strophentyp reagierten auch syntop lebendeP. major; er enthält Merkmale der Gesänge beider Arten.Die genetische Divergenz vonaemodius undmelanolophus — kenntlich an den rostbäuchigen Hybriden — legt nahe, den Artstatus beider bedingt aufrechtzuerhalten: SuperspeziesP. ater mit den SemispeziesP. ater undP. melanolophus.

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Acoustic differentiation of phylogenetic relations in theParus (Periparus) group from investigations in the Nepal Himalayas

Summary In the Nepal Himalayas 5 taxa of the subgenusParus (Periparus) exist — the greatest concentration of this subgenus in the whole Palearctic region. The taxa belong to 2 groups: 1.rufonuchalis, rubidiventris, beavani; 2. aemodius, melanolophus (fig. 1). All forms settle in the same altitude belt from about 2800 to 4200 m — three of them even in the same locality.Rufonuchalis is adapted to dry habitats mainly of West Central Asia and is thus restricted in Nepal to the Western parts (fig. 3, 4).The up to now unclarified status of all forms is determined as follows: Distinct species areP. rufonuchalis andP. rubidiventris (with highly different subspeciesP. r. rubidiventris andP. r. beavani) and they are regarded as a superspecies.P. rufonuchalis andP. r. rubidiventris live syntopically in West Nepal and display different territorial songs.Both differ remarkably in body size and bill size. Certain acoustic similarities indicating close relationship could be shown betweenrufonuchalis and the allopatric (fig. 3, 4)rubidiventris beavani; r. beavani reacts to the playback of whistle song (Pfiffgesang, fig. 10) ofP. rufonuchalis (see also fig. 14).The areas ofP. r. rubidiventris andP. r. beavani are separated apparently only by the Bhote Kosi river in East Nepal (fig. 4). Introgression is not (yet) known; the songs are identical (fig. 8). P. melanolophus andP. ater aemodius hybridize in West Nepal in a zone of secondary contact. Their areas are linked by a zone of introgression (fig. 17, 18). In that zone cinnamomeous bellied hybrids locally occur differing thus strikingly in colour from both parental species (fig. 1). Sympatric occurrence ofmelanolophus andater aemodius is not known and is not expected either.Territorial songs ofa. aemodius (fig. 21) andmelanolophus (fig. 25) are very similar and both species obviously do not differ in their ecology. Despite the small introgression belt, similar songs and apparently very similar or even identical adaptive peaks,P. ater andP. melanolophus are still treated as distinct species but reduced to semispecies level. In doing so the genetic divergence betweenater aemodius andmelanolophus indicated by the cinnamomeous bellied hybrids is emphasized.

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Mit einem Jahresstipendium des Deutschen Akademischen Austauschdienstes und einer Sachbeihilfe der Deutschen Forschungsgemeinschaft. — Ergebnisse der Nepal-Reisen 1969/70, 1973 und 1974, Nr. 36. — Nr. 35: Senckenbergiana biol., 56 (4/6): 247–256, 1975.