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

NAD+ jest niezbędny dla procesów biologicznych, takich jak metabolizm i naprawa DNA, a jego spadek wiąże się z chorobami związanymi z wiekiem. Suplementacja prekursorami NAD+, takimi jak nikotynamid rybozyd (NR) i mononukleotyd nikotynamidu (NMN), wykazano, że zwiększa poziom NAD+ w komórkach i przynosi korzyści zdrowotne. Najnowsze badania sugerują, że zmniejszona forma NR, NRH, jest lepszym wzmacniaczem NAD+ niż NR lub NMN i może zwiększać odporność na śmierć komórek wywołaną przez genotoksyny. Dodatkowo, NRH jest dostępne doustnie i wykazano, że zapobiega ostrym uszkodzeniom nerek u myszy. Dlatego badacze badali, czy zredukowana forma NMN(NMNH) może zwiększać poziom NAD+ w komórkach i regulować procesy biologiczne.

NMNH zwiększył poziom NAD+ zarówno in vitro, jak i in vivo

Naukowcy przeprowadzili leczenie NMNH (100 μM) i stwierdzili, że poziom komórkowego NAD+ w komórkach HepG2 zwiększył pięciokrotnie, podczas gdy 100 μM NMN tylko nieznacznie zwiększył poziom NAD+, co zostało określone przez spektrometrię mas. (Jak pokazano na rysunku 1-A)
Autor lecił samce myszy C57BL/6J dawką 340 mg/kg NMN lub NMNH za pomocą iniekcji dootrzewnowej i mierzył stężenia NAD+ w wątrobie za pomocą spektrometrii mas. Opublikowano w nim, że poziom NAD+ w wątrobie był czterokrotnie wyższy u myszy leczonych NMNH niż u myszy poddanych PBS (jak pokazano na rysunku 1-C). Dodatkowo, poziom NAD+ w wątrobie u myszy leczonych NMNH był 1,5-krotnie wyższy niż u myszy leczonych NMN.

Rysunek 1

Wyniki eksperymentu wskazały, że NMNH jest skutecznym wzmacniaczem NAD+ i jest silniejszym wzmacniaczem in vivo NAD+ niż NMN.
Jednak podczas leczenia samców myszy C57BL/6J podawał NMNH 50, 100, 500 lub 1000 mg/kg przez wstrzykiwanie dootrzewnowe co drugi dzień przez tydzień, i stwierdzono, że poziomy aminotransferazy alaninowej (ALT) i aminotransferazy asparaginowej (AST) w surowicy nie były podwyższone (jak pokazano na rysunku 2), co sugerowało, że NMNH nie jest toksyczny dla wątroby przy wysokiej dawce.
Wykazano, że leczenie NMNH zwiększało zawartość NAD+ wątroby myszy w zależności od dawki, a leczenie NMNH 1000 mg/kg podnosiło poziom NAD+ w wątrobie myszy.

Rysunek 2

Glikoliza hamowana przez NMNH i cykl TCA

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

Rysunek 3

A jeśli chodzi o wyniki eksperymentu, poziom NADH był 2,5-krotnie wyższy w komórkach HepG2 leczonej NMNH niż w komórkach nieleczonych i NMN. Rysunek 4 wykazał również, że leczenie NMNH 340 mg/kg zwiększyło poziom NADH w wątrobie myszy trzykrotnie, podczas gdy leczenie NMN 340 mg/kg zwiększyło poziom NADH 1,7-krotnie.

Rysunek 4

Jednak leczenie NMN wykazało wyraźną regulację glikolizy i cyklu TCA. NMN wywołało jedynie łagodne obniżenie glikolizy o 2PG/3PG i PEP (rysunek 3E) oraz niemal brak zaobserwowalnego spadku cyklu TCA w komórkach (rysunek 3F). Wyniki te sugerowały, że NMNH powoduje bardzo istotne zahamowanie glikolizy i cyklu TCA, podczas gdy NMN również hamuje glikolizę, ale w znacznie łagodniejszym stopniu.

Rysunek 5

NMNH Hamowany Wzrost Komórek

Przeprowadzono ilościową analizę proteomiczną zależną od danych, aby zidentyfikować różnicowo ekspresyjne białka (DEP) HepG2 w leczeniu 1 mM NMNH przez 12 godzin.  Aby dokładniej zbadać wpływ NMNH na wzrost komórek, badacze zastosowali różne stężenia NMNH w 786-O. Komórki 786-O, pochodzące od pacjenta z rakiem nerek z komórek przejrzystych, wykazują typowy fenotyp Warburga, a ich wzrost zależy od glikolizy.

Rysunek 6

Wykazał, że NMNH hamuje wzrost komórek w komórkach 786-O w wieku 50μM, podczas gdy 250 μM NMNH było potrzebne do skutecznego hamowania wzrostu komórek HK-2 (jak pokazano na rysunku 6), które były uwiecznioną linią nabłonkową kanału kanałowego pochodzącą z normalnej dorosłej ludzkiej nerki.

Podsumowanie

Prekursory NAD+ w zredukowanej formie (NMNH i NRH) są lepszymi wzmacniaczami NAD+ niż odpowiadające im w formie utlenionej, zarówno in vitro, jak i in vivo. Tymczasem potwierdziliśmy, że długotrwałe stosowanie NMNH jest bezpieczne dla myszy.NMNH skutecznie zwiększył zawartość NAD+ w komórkach, a proces ten był głównie zależny od NMNAT. NMNH to silny wzmacniacz NAD+ in vitro i in vivo. NMNH znacząco zwiększył także poziom NADH w komórkach, hamował metabolizm glikometabolizmu i hamował wzrost komórek.

Źródło: Liu, Y., Luo C., itd., Obniżony mononukleotyd nikotynamidu (NMNH) silnie wzmacnia NAD+ i hamuje glikolizę, cykl TCA oraz wzrost komórek, Promote Research, 2021