NMNH účinne zvyšuje NAD+ a potláča glykolýzu, cyklus TCA a rast buniek

NAD+ je nevyhnutný pre biologické procesy, ako je metabolizmus a oprava DNA, a jeho pokles je spojený s chorobami súvisiacimi s vekom. Ukázalo sa, že suplementácia prekurzormi NAD+, ako je nikotínamid ribozid (NR) a nikotínamid mononukleotid (NMN), zvyšuje hladiny bunkového NAD+ a prináša zdravotné výhody. Nedávne štúdie naznačujú, že redukovaná forma NR, NRH, je lepším posilňovačom NAD+ ako NR alebo NMN a môže zvýšiť odolnosť voči bunkovej smrti spôsobenej genotoxínmi. Okrem toho je NRH perorálne dostupný a ukázalo sa, že zabraňuje akútnemu poškodeniu obličiek u myší. Vedci preto skúmali, či redukovaná forma NMN (NMNH) môže zvýšiť hladiny bunkového NAD+ a regulovať biologické procesy.

NMNH zvýšil hladiny bunkového NAD+ in vitro aj in vivo

Výskumníci vykonali liečbu NMNH (100 μM) a zistili, že hladina bunkového NAD+ v bunkách HepG2 sa zvýšila 5-násobne, zatiaľ čo 100 μM NMN len mierne zvýšila hladinu NAD+, ako je stanovené hmotnostnou spektrometriou. (Ako je znázornené na obrázku 1-A)
Autor liečil C57BL/6J samcov myší 340 mg/kg NMN alebo NMNH intraperitoneálnou injekciou a meral koncentrácie NAD+ v pečeni hmotnostnou spektrometriou. Zistilo sa, že hladina NAD+ v pečeni bola 4-krát vyššia u myší liečených NMNH ako u myší liečených PBS (Ako je znázornené na obrázku 1-C). Okrem toho bola hladina NAD+ v pečeni u myší liečených NMNH 1,5-krát vyššia ako u myší liečených NMN.

Obrázok 1

Výsledky experimentu ukázali, že NMNH je účinný zosilňovač NAD+ a je silnejším in vivo zosilňovačom NAD+ ako NMN.
Ale počas liečby C57BL/6J samcami myší s 50, 100, 500 alebo 1000 mg/kg NMNH intraperitoneálnou injekciou každý druhý deň počas jedného týždňa a zistilo sa, že sérové hladiny alanínaminotransferázy (ALT) a aspartátaminotransferázy (AST) neboli zvýšené (ako je znázornené na obrázku 2), čo naznačuje, že NMNH nie je pri vysokých dávkach toxický pre pečeň.
Preukázalo sa, že liečba NMNH zvýšila obsah NAD+ pečene myší spôsobom závislým od dávky a 1000 mg/kg NMNH zvýšila hladinu NAD+ v pečeni myší.

Obrázok 2

NMNH inhibovala glykolýzu a cyklus TCA

Autor skúma rutinu transformácie NMNH na NAD+, ako je znázornené na obrázku 3.

Obrázok 3

A pokiaľ ide o výsledok experimentu, hladiny NADH boli 2,5-krát vyššie v bunkách HepG2 liečených NMNH ako v neošetrených bunkách liečených NMN. Obrázok 4 tiež odhalil, že liečba 340 mg/kg NMNH zvýšila hladinu NADH v pečeni myší 3-násobne, zatiaľ čo liečba 340 mg/kg NMN zvýšila hladinu NADH 1,7-násobne.

Obrázok 4

Liečba NMN však odhalila odlišnú reguláciu glykolýzy a cyklu TCA. NMN indukoval iba mierny pokles 2PG/3PG a PEP v glykolýze (obrázok 3E) a takmer žiadne pozorovateľné zníženie cyklu TCA v bunkách (obrázok 3F). Tieto výsledky naznačujú, že NMNH spôsobuje veľmi významné potlačenie glykolýzy a cyklu TCA, zatiaľ čo NMN tiež bráni glykolýze, ale v oveľa miernejšom rozsahu.

Obrázok 5

NMNH potlačil rast buniek

Kvantitatívna proteomická analýza závislá od údajov bola vykonaná na identifikáciu diferencovane exprimovaných proteínov (DEPs) liečby HepG2 pod 1 mM NMNH počas 12 hodín.  A aby vedci ďalej skúmali účinky NMNH na rast buniek, liečili 786-O bunky s rôznymi koncentráciami NMNH. 786-O bunky, odvodené od pacienta s jasnobunkovým karcinómom obličkových buniek, vykazujú typický Warburgov fenotyp a ich rast závisí od glykolýzy.

Obrázok 6

Ukázalo sa, že NMNH inhiboval rast buniek v 786-O bunkách pri 50μM, zatiaľ čo 250 μM NMNH bolo potrebných na účinnú inhibíciu bunkového rastu v bunkách HK-2 (ako je znázornené na obrázku 6), čo bola zvečnená epiteliálna bunková línia proximálneho tubulu z normálnej dospelej ľudskej obličky.

Záver

Prekurzory NAD+ v redukovanej forme (NMNH a NRH) sú lepšie zosilňovače NAD+ ako zodpovedajúce prekurzory v oxidovanej forme in vitro aj in vivo. Medzitým sme potvrdili, že dlhodobé podávanie NMNH je pre myši bezpečné.NMNH účinne zvýšil obsah bunkového NAD+ a tento proces bol závislý hlavne od NMNAT. NMNH je silný zosilňovač NAD+ in vitro a in vivo. NMNH tiež významne zvýšil hladiny bunkového NADH, potlačil glykometabolizmus a inhiboval rast buniek.

Referencia: Liu, Y., Luo C., etal, Redukovaný nikotínamid mononukleotid (NMNH) silne zvyšuje NAD+ a potláča glykolýzu, cyklus TCA a rast buniek, Podpora výskumu, 2021