NMNH močno povečuje NAD+ in zavira glikolizo, TCA cikel ter rast celic

NAD+ je bistven za biološke procese, kot sta presnova in popravilo DNK, njegovo upadanje pa je povezano s starostnimi boleznimi. Dopolnitev s prekurzorji NAD+, kot sta nikotinamid ribozid (NR) in nikotinamid mononukleotid (NMN), je dokazano povečala celično raven NAD+ in prinašala zdravstvene koristi. Nedavne študije nakazujejo, da je zmanjšana oblika NR, NRH, boljši poživitveni odmerek NAD+ kot NR ali NMN in lahko poveča odpornost na celično smrt, ki jo povzročajo genotoksini. Poleg tega je NRH na voljo oralno in je dokazano preprečeval akutno poškodbo ledvic pri miših. Zato so raziskovalci raziskovali, ali lahko zmanjšana oblika NMN(NMNH) poveča celične ravni NAD+ in uravnava biološke procese.

NMNH je povečal celične ravni NAD+ tako in vitro kot in vivo

Raziskovalci so izvedli zdravljenje NMNH (100 μM) in ugotovili, da je raven celičnega NAD+ v celicah HepG2 povečala za petkrat, medtem ko je 100 μM NMN le rahlo povečala raven NAD+, kot je določeno z masno spektrometrijo. (Kot je prikazano na sliki 1-A)
Avtor je samce miši C57BL/6J zdravil z 340 mg/kg NMN ali NMNH z intraperitonealno injekcijo in meril koncentracije NAD+ v jetrih z masno spektrometrijo. V njem je bilo ugotovljeno, da je bila raven NAD+ v jetrih štirikrat višja pri miših, zdravljenih z NMNH, kot pri miših s PBS (kot je prikazano na sliki 1-C). Poleg tega je bila raven NAD+ v jetrih pri miših, zdravljenih z NMNH, 1,5-krat višja kot pri miših, zdravljenih z NMN.

Slika 1

Rezultati eksperimenta so pokazali, da je NMNH učinkovit ojačevalec NAD+ in je močnejši in vivo ojačevalec NAD+ kot NMN.
Medtem ko so samce C57BL/6J zdravili s 50, 100, 500 ali 1000 mg/kg NMNH z intraperitonealno injekcijo vsak drugi dan teden dni, so ugotovili, da serumske ravni alanin aminotransferaze (ALT) in aspartat aminotransferaze (AST) niso bile povišane (kot je prikazano na sliki 2), kar je nakazovalo, da NMNH pri visokih odmerkih ni bil toksičen za jetra.
Pokazalo se je, da zdravljenje z NMNH poveča vsebnost NAD+ v jetrih miši na odmerljiv način, zdravljenje z 1000 mg/kg NMNH pa poveča raven NAD+ v mišjih jetrih.

Slika 2

NMNH inhibirana glikoliza in TCA cikel

Avtor raziskuje rutino transformacije NMNH v NAD+, kot je prikazano na sliki 3.

Slika 3

Glede na rezultate eksperimenta so bile ravni NADH 2,5-krat višje v celicah HepG2, obdelanih z NMNH, kot v neobdelanih in NMN-zdravljenih celicah. Slika 4 je prav tako razkrila, da je zdravljenje z 340 mg/kg NMNH v mišjih jetrih povečalo raven NADH za trikrat, medtem ko je zdravljenje z 340 mg/kg NMN povečalo raven NADH za 1,7-krat.

Slika 4

Vendar pa je zdravljenje z NMN pokazalo izrazito regulacijo glikolize in TCA cikla. NMN je povzročil le blago zmanjšanje 2PG/3PG in PEP pri glikolizi (slika 3E) ter skoraj nič opaznega zmanjšanja TCA cikla v celicah (slika 3F). Ti rezultati so nakazovali, da NMNH povzroča zelo pomembno zaviranje glikolize in TCA cikla, medtem ko NMN prav tako ovira glikolizo, vendar v veliko blažji meri.

Slika 5

NMNH je potlačil rast celic

Izvedena je bila podatkovno odvisna kvantitativna proteomska analiza za identifikacijo diferencialno izraženih proteinov (DEP) HepG2 pod 1 mM NMNH zdravljenjem 12 ur.  Da bi podrobneje preučili učinke NMNH na rast celic, so raziskovalci zdravili 786-O celice z različnimi koncentracijami NMNH. 786-O celice, pridobljene od bolnika z karcinomom ledvičnih celic s prozornimi celicami, kažejo tipičen Warburgov fenotip, njihova rast pa je odvisna od glikolize.

Slika 6

Razkril je, da NMNH zavira rast celic v 786-O celicah pri 50μM, medtem ko je bilo za učinkovito zaviranje rasti celic v HK-2 celicah potrebno 250 μM NMNH (kot je prikazano na sliki 6), ki je bila nesmrtna proksimalna cevna epitelna linija iz normalne odrasle ledvice.

Zaključek

Prekurzorji NAD+ v reducirani obliki (NMNH in NRH) so boljši ojačevalci NAD+ kot ustrezni v oksidirani obliki, tako in vitro kot in vivo. Medtem smo potrdili, da je dolgotrajna uporaba NMNH varna za miši.NMNH je učinkovito povečal celično vsebnost NAD+, ta proces pa je bil predvsem odvisen od NMNAT. NMNH je močan NAD+ ojačevalec in vitro in vivo. NMNH je prav tako pomembno povečal celične ravni NADH, zaviral glikometabolizm in zaviral rast celic.

Vir: Liu, Y., Luo C., etal, Reducirani nikotinamid mononukleotid (NMNH) močno krepi NAD+ in zavira glikolizo, TCA cikel in rast celic, Promote Research, 2021