NMNH stipriai stiprina NAD+ ir slopina glikolizę, TCA ciklą bei ląstelių augimą

NAD+ yra būtinas biologiniams procesams, tokiems kaip medžiagų apykaita ir DNR taisymas, o jo nykimas siejamas su su amžiumi susijusiomis ligomis. Papildymas NAD+ pirmtakais, tokiais kaip nikotinamido ribosidas (NR) ir nikotinamido mononukleotidas (NMN), įrodyta, kad didina ląstelių NAD+ lygį ir suteikia naudos sveikatai. Naujausi tyrimai rodo, kad sumažinta NR forma, NRH, yra geresnis NAD+ stiprintojas nei NR ar NMN ir gali padidinti atsparumą ląstelių žūčiai, kurią sukelia genotoksinai. Be to, NRH yra geriamas ir įrodyta, kad jis apsaugo peles nuo ūmaus inkstų pažeidimo. Todėl tyrėjai tyrė, ar sumažinta NMN(NMNH) forma gali padidinti ląstelių NAD+ lygį ir reguliuoti biologinius procesus.

NMNH padidino ląstelių NAD+ lygį tiek in vitro, tiek in vivo

Tyrėjai atliko NMNH (100 μM) gydymą ir nustatė, kad HepG2 ląstelėse NAD+ lygis padidėjo 5 kartus, o 100 μM NMN tik šiek tiek padidino NAD+ lygį, kaip nustatyta masių spektrometrija. (Kaip parodyta 1-A pav.)
Autorius gydė C57BL/6J patinus 340 mg/kg NMN arba NMNH intraperitonine injekcija ir matavo kepenų NAD+ koncentracijas masės spektrometrija. Jame nustatyta, kad kepenų NAD+ lygis NMNH gydytose pelėse buvo 4 kartus didesnis nei PBS gydytose pelėse (kaip parodyta 1-C pav.). Be to, kepenų NAD+ lygis NMNH gydytose pelėse buvo 1,5 karto didesnis nei NMN gydytų pelių.

1 pav.

Eksperimento rezultatai parodė, kad NMNH yra efektyvus NAD+ stiprintojas ir yra stipresnis in vivo NAD+ stipriklis nei NMN.
Tačiau gydant C57BL/6J patinus 50, 100, 500 arba 1000 mg/kg NMNH intraperitonine injekcija kas antrą dieną savaitę, nustatyta, kad alanino aminotransferazės (ALT) ir aspartato aminotransferazės (AST) kiekis serume nebuvo padidėjęs (kaip parodyta 2 pav.), kas rodė, kad NMNH nėra toksiškas kepenims esant didelėms dozėms.
Jis parodė, kad NMNH gydymas padidino pelių kepenų NAD+ kiekį priklausomai nuo dozės, o 1000 mg/kg NMNH gydymas padidino pelės kepenų NAD+ lygį.

2 pav.

NMNH slopinama glikolizė ir TCA ciklas

Autorius nagrinėja NMNH transformacijos į NAD+ rutiną, kaip parodyta 3 paveiksle.

3 pav.

O pagal eksperimento rezultatus, NADH lygis NMNH gydytose HepG2 ląstelėse buvo 2,5 karto didesnis nei neapdorotose ir NMN gydytose ląstelėse. 4 pav. taip pat atskleidė, kad 340 mg/kg NMNH gydymas padidino NADH lygį pelės kepenyse 3 kartus, o 340 mg/kg NMN gydymas padidino NADH lygį 1,7 karto.

4 pav.

Tačiau NMN gydymas parodė aiškų glikolizės ir TCA ciklo reguliavimą. NMN sukėlė tik nedidelį 2PG/3PG ir PEP sumažėjimą glikolizėje (3E pav.) ir beveik jokio pastebimo TCA ciklo sumažėjimo ląstelėse (3 pav. F). Šie rezultatai rodo, kad NMNH sukelia labai reikšmingą glikolizės ir TCA ciklo slopinimą, o NMN taip pat trukdė glikolizei, tačiau daug švelniau.

5 pav.

NMNH slopintas ląstelių augimas

Duomenimis pagrįsta kiekybinė proteominė analizė buvo atlikta, siekiant identifikuoti skirtingai ekspresuotus HepG2 baltymus (DEP) 1 mM NMNH gydymo metu 12 valandų.  Siekiant išsamiau ištirti NMNH poveikį ląstelių augimui, mokslininkai gydė 786-O ląsteles skirtingomis NMNH koncentracijomis. 786-O ląstelės, kilusios iš skaidrių ląstelių inkstų ląstelių karcinomos paciento, pasižymi tipišku Warburgo fenotipu, o jų augimas priklauso nuo glikolizės.

6 pav.

Jis atskleidė, kad NMNH slopina ląstelių augimą 786-O ląstelėse ties 50μM, tuo tarpu 250 μM NMNH buvo reikalingas efektyviai slopinti ląstelių augimą HK-2 ląstelėse (kaip parodyta 6 paveiksle), kuris buvo nemirtinga proksimalinio kanalėlių epitelio ląstelių linija iš normalaus suaugusio žmogaus inksto.

Išvada

NAD+ prekursoriai redukuotoje formoje (NMNH ir NRH) yra geresni NAD+ stiprikliai nei atitinkami oksiduotos formos antioksidantai tiek in vitro, tiek in vivo. Tuo tarpu patvirtinome, kad ilgalaikis NMNH vartojimas yra saugus pelėms.NMNH efektyviai padidino ląstelių NAD+ kiekį, o šis procesas daugiausia priklausė nuo NMNAT. NMNH yra stiprus NAD+ stipriklis tiek in vitro, tiek in vivo. NMNH taip pat reikšmingai padidino ląstelių NADH lygį, slopino glikometabolizmą ir slopino ląstelių augimą.

Šaltinis: Liu, Y., Luo C., etal, Sumažintas nikotinamido mononukleotidas (NMNH) stipriai stiprina NAD+ ir slopina glikolizę, TCA ciklą bei ląstelių augimą, skatina tyrimus, 2021