NMNH veiksmingai padidina NAD+ ir slopina glikolizę, TCA ciklą ir ląstelių augimą

NAD+ yra būtinas biologiniams procesams, tokiems kaip metabolizmas ir DNR atstatymas, o jo sumažėjimas siejamas su su amžiumi susijusiomis ligomis. Įrodyta, kad papildymas NAD+ pirmtakais, tokiais kaip nikotinamido ribozidas (NR) ir nikotinamido mononukleotidas (NMN), padidina ląstelinio NAD+ kiekį ir suteikia naudos sveikatai. Naujausi tyrimai rodo, kad redukuota NR forma, NRH, yra geresnis NAD+ stiprintuvas nei NR ar NMN ir gali padidinti atsparumą ląstelių mirčiai, kurią sukelia genotoksinai. Be to, NRH yra prieinamas per burną ir įrodyta, kad apsaugo nuo ūminio inkstų pažeidimo pelėms. Taigi mokslininkai tyrė, ar redukuota NMN forma (NMNH) gali padidinti ląstelinio NAD+ kiekį ir reguliuoti biologinius procesus.

NMNH Padidino Ląstelinio NAD+ Kiekį Tiek In Vitro, Tiek In Vivo

Mokslininkai atliko gydymą NMNH (100 μM) ir nustatė, kad jis padidino ląstelinio NAD+ kiekį 5 kartus HepG2 ląstelėse, o 100 μM NMN tik šiek tiek padidino NAD+ kiekį, kaip nustatyta masių spektrometrija. (Kaip parodyta 1-A paveiksle)
Autorius gydė C57BL/6J patinus peles 340 mg/kg NMN arba NMNH injekcijomis į pilvo ertmę ir išmatavo NAD+ koncentracijas kepenyse masių spektrometrija. Nustatyta, kad NAD+ kiekis kepenyse buvo 4 kartus didesnis NMNH gydytoms pelėms nei PBS gydytoms pelėms (kaip parodyta 1-C paveiksle). Be to, NAD+ kiekis kepenyse NMNH gydytoms pelėms buvo 1,5 karto didesnis nei NMN gydytoms pelėms.

1 paveikslas

Eksperimento rezultatai parodė, kad NMNH yra efektyvus NAD+ stiprintuvas ir yra stipresnis in vivo NAD+ stiprintuvas nei NMN.
Tačiau gydant C57BL/6J patinus peles 50, 100, 500 arba 1000 mg/kg NMNH injekcijomis į pilvo ertmę kas antrą dieną savaitę, nustatyta, kad alanino aminotransferazės (ALT) ir aspartato aminotransferazės (AST) kiekis serume nepadidėjo (kaip parodyta 2 paveiksle), o tai rodo, kad NMNH nebuvo toksiškas kepenims net didelėmis dozėmis.
Tai parodė, kad gydymas NMNH padidino pelių kepenų NAD+ kiekį priklausomai nuo dozės, o 1000 mg/kg NMNH gydymas padidino pelių kepenų NAD+ kiekį.

2 paveikslas

NMNH Slopino Glikolizę ir TCA Ciklą

Autorius tiria NMNH transformacijos į NAD+ kelią, kaip parodyta 3 paveiksle.

3 paveikslas

O kalbant apie eksperimento rezultatus, NADH kiekis buvo 2,5 karto didesnis NMNH gydytose HepG2 ląstelėse nei negydytose ir NMN gydytose ląstelėse. 4 paveikslas taip pat atskleidė, kad 340 mg/kg NMNH gydymas padidino NADH kiekį 3 kartus pelių kepenyse, o 340 mg/kg NMN gydymas padidino NADH kiekį 1,7 karto.

4 paveikslas

Tačiau gydymas NMN parodė skirtingą glikolizės ir TCA ciklo reguliavimą. NMN sukėlė tik nedidelį 2PG/3PG ir PEP sumažėjimą glikolizėje (3E paveikslas) ir beveik nepastebimą TCA ciklo sumažėjimą ląstelėse (3F paveikslas). Šie rezultatai parodė, kad NMNH sukelia labai reikšmingą glikolizės ir TCA ciklo slopinimą, o NMN taip pat trukdė glikolizei, bet daug silpniau.

5 pav.

NMNH Slopino Ląstelių Augimą

Buvo atlikta duomenimis pagrįsta kiekybinė proteominė analizė, siekiant nustatyti skirtingai ekspresuojamus baltymus (DEPs) HepG2 ląstelėse, veikiant 1 mM NMNH 12 val. Ir siekdami toliau ištirti NMNH poveikį ląstelių augimui, mokslininkai gydė 786-O ląsteles skirtingomis NMNH koncentracijomis. 786-O ląstelės, gautos iš aiškiųjų ląstelių inkstų ląstelių karcinomos paciento, pasižymi tipišku Warburg fenotipu, o jų augimas priklauso nuo glikolizės.

6 pav.

Tai atskleidė, kad NMNH slopino ląstelių augimą 786-O ląstelėse esant 50μM, o 250 μM NMNH reikėjo veiksmingam ląstelių augimo slopinimui HK-2 ląstelėse (kaip parodyta 6 paveiksle), kurios yra nemirtinga proksimalinių kanalėlių epitelio ląstelių linija iš normalaus suaugusio žmogaus inksto.

Išvada

Redukuotos formos NAD+ pirmtakai (NMNH ir NRH) yra geresni NAD+ stiprintuvai nei atitinkami oksiduotos formos tiek in vitro, tiek in vivo. Tuo tarpu patvirtinome, kad ilgalaikis NMNH vartojimas yra saugus pelėms.NMNH veiksmingai padidino ląstelinio NAD+ kiekį, ir šis procesas daugiausia priklausė nuo NMNAT. NMNH yra stiprus NAD+ stiprintuvas in vitro ir in vivo. NMNH taip pat reikšmingai padidino ląstelinio NADH kiekį, slopino gliukozės metabolizmą ir ląstelių augimą.

Literatūra: Liu, Y., Luo C., et al., Reduced Nicotinamide Mononucleotide (NMNH) Potently Enhances NAD+ and Suppresses Glycolysis, the TCA Cycle, and Cell Growth, Promote research, 2021