NMNH silnie zwiększa NAD + i hamuje glikolizę, cykl TCA i wzrost komórek

NAD+ jest niezbędny dla procesów biologicznych, takich jak metabolizm i naprawa DNA, a jego spadek wiąże się z chorobami związanymi z wiekiem. Wykazano, że suplementacja prekursorami NAD +, takimi jak rybozyd nikotynamidu (NR) i mononukleotyd nikotynamidu (NMN), zwiększa poziomy komórkowego NAD + i zapewnia korzyści zdrowotne. Ostatnie badania sugerują, że zredukowana forma NR, NRH, jest lepszym wzmacniaczem NAD + niż NR lub NMN i może zwiększać odporność na śmierć komórek spowodowaną genotoksynami. Dodatkowo, NRH jest dostępny doustnie i wykazano, że zapobiega ostremu uszkodzeniu nerek u myszy. Naukowcy zbadali więc, czy zredukowana forma NMN (NMNH) może zwiększać poziomy komórkowych NAD + i regulować procesy biologiczne.

NMNH zwiększył poziomy NAD+ w komórkach zarówno in vitro, jak i in vivo

Naukowcy przeprowadzili leczenie NMNH (100 μM) i odkryli, że zwiększył poziom komórkowego NAD + o 5 razy w komórkach HepG2, podczas gdy 100 μM NMN tylko nieznacznie zwiększył poziom NAD +, jak określono za pomocą spektrometrii mas. (Jak pokazano na rysunku 1-A)
Autor potraktował samce myszy C57BL / 6J 340 mg / kg NMN lub NMNH za pomocą wstrzyknięcia dootrzewnowego i zmierzył stężenia NAD + w wątrobie za pomocą spektrometrii mas. Stwierdzono, że poziom NAD + w wątrobie był 4-krotnie wyższy u myszy leczonych NMNH niż u myszy leczonych PBS (jak pokazano na rycinie 1-C). Ponadto poziom NAD + w wątrobie u myszy leczonych NMNH był 1,5 razy wyższy niż u myszy leczonych NMN.

Ryc. 1

Wyniki eksperymentu wskazują, że NMNH jest skutecznym wzmacniaczem NAD + i jest silniejszym wzmacniaczem NAD + in vivo niż NMN.
Ale podczas leczenia myszy męskich C57BL / 6J 50, 100, 500 lub 1000 mg / kg NMNH poprzez wstrzyknięcie dootrzewnowe co drugi dzień przez tydzień i stwierdzono, że poziomy aminotransferazy alaninowej (ALT) i aminotransferazy asparaginianowej (AspAT) w surowicy nie były podwyższone (jak pokazano na rycinie 2), co sugerowało, że NMNH nie był toksyczny dla wątroby przy dużych dawkach.
Wykazano, że leczenie NMNH zwiększało zawartość NAD+ w wątrobie myszy w sposób zależny od dawki, a leczenie NMNH w dawce 1000 mg/kg zwiększało poziom NAD+ w wątrobie myszy.

Ryc. 2

NMNH hamuje glikolizę i cykl TCA

Autor bada procedurę transformacji NMNH do NAD+, jak pokazano na rysunku 3.

Rysunek 3

Jeśli chodzi o wynik eksperymentu, poziomy NADH były 2,5-krotnie wyższe w komórkach HepG2 traktowanych NMNH niż w komórkach nieleczonych i leczonych NMN. Rycina 4 odkryła również, że leczenie NMNH w dawce 340 mg / kg zwiększyło poziom NADH 3-krotnie w wątrobie myszy, podczas gdy leczenie NMN w dawce 340 mg / kg zwiększyło poziom NADH o 1,7-krotnie.

Ryc. 4

Jednak leczenie NMN wykazało wyraźną regulację glikolizy i cyklu TCA. NMN indukował jedynie łagodny spadek 2PG / 3PG i PEP w glikolizie (Figura 3E) i prawie brak obserwowalnego zmniejszenia cyklu TCA w komórkach (Figura 3F). Wyniki te sugerują, że NMNH powoduje bardzo znaczące zahamowanie glikolizy i cyklu TCA, podczas gdy NMN również utrudnia glikolizę, ale w znacznie łagodniejszym stopniu.

Rysunek 5

NMNH stłumiony wzrost komórek

Przeprowadzono zależną od danych ilościową analizę proteomiczną w celu identyfikacji białek o różnej ekspresji (DEP) HepG2 poniżej 1 mM NMNH przez 12 godzin.  Aby dokładniej zbadać wpływ NMNH na wzrost komórek, naukowcy potraktowali komórki 786-O różnymi stężeniami NMNH. Komórki 786-O, pochodzące od pacjenta z jasnokomórkowym rakiem nerkowokomórkowym, wykazują typowy fenotyp Warburga, a ich wzrost zależy od glikolizy.

Wykres 6

Okazało się, że NMNH hamuje wzrost komórek w komórkach 786-O w wieku 50 latμM, podczas gdy 250 μM NMNH było potrzebne do skutecznego hamowania wzrostu komórek w komórkach HK-2 (jak pokazano na rycinie 6), która była nieśmiertelną bliższą linią nabłonkową kanalików z normalnej dorosłej ludzkiej nerki.

Konkluzja

Prekursory NAD+ w formie zredukowanej (NMNH i NRH) są lepszymi wzmacniaczami NAD+ niż odpowiadające im w formie utlenionej zarówno in vitro, jak i in vivo. Tymczasem potwierdziliśmy, że długotrwałe podawanie NMNH jest bezpieczne dla myszy.NMNH skutecznie zwiększał zawartość komórkową NAD+ i proces ten był zależny głównie od NMNAT. NMNH jest silnym wzmacniaczem NAD+ in vitro i in vivo. NMNH znacznie zwiększył również poziomy NADH w komórkach, stłumił glikometabolizm i zahamował wzrost komórek.

Odniesienie: Liu, Y., Luo C., etal, zredukowany mononukleotyd nikotynamidu (NMNH) silnie wzmacnia NAD + i hamuje glikolizę, cykl TCA i wzrost komórek, promowanie badań, 2021