NMNH výrazne zvyšuje hladinu NAD+ a potláča glykolýzu, TCA cyklus 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. Doplnenie prekurzormi NAD+, ako sú nikotínamid ribosid (NR) a mononukleotid nikotínamid (NMN), preukázateľne zvyšuje hladinu NAD+ v bunkách a prináša zdravotné výhody. Nedávne štúdie naznačujú, že znížená forma NR, NRH, je lepším posilňovačom NAD+ než NR alebo NMN a môže zvýšiť rezistenciu voči bunkovej smrti spôsobenej genotoxínmi. Okrem toho je NRH dostupná ústne a preukázateľne zabraňuje akútnemu poškodeniu obličiek u myší. Výskumníci preto skúmali, či znížená forma NMN(NMNH) môže zvýšiť hladinu bunkového NAD+ a regulovať biologické procesy.

NMNH zvýšil bunkové hladiny NAD+ in vitro aj in vivo

The researchers conducted NMNH (100 μM) treatment and found that increased the level of cellular NAD+ by 5-fold in HepG2 cells, whereas 100 μM NMN only slightly increased the level of NAD+, as determined by mass spectrometry. (As shown on figure 1-A)
Autor liečil samcov myší C57BL/6J dávkou 340 mg/kg NMN alebo NMNH intraperitoneálnou injekciou a meral koncentrácie NAD+ v pečeni pomocou hmotnostnej spektrometrie. V článku sa zistilo, že hladina NAD+ v pečeni bola u myší ošetrených NMNH štyrikrát vyššia než u myší ošetrených 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 ošetrených NMN.

Obrázok 1

Výsledky experimentu ukázali, že NMNH je efektívny NAD+ enhancer a je silnejší in vivo NAD+ enhancer než NMN.
Pri liečbe samcov myší C57BL/6J podávali NMNH 50, 100, 500 alebo 1000 mg/kg intraperitoneálnou injekciou každý druhý deň počas jedného týždňa a zistili, že hladiny alanínaminotransferázy (ALT) a aspartát aminotransferázy (AST) v sére neboli zvýšené (ako je znázornené na obrázku 2), čo naznačovalo, že NMNH nie je pri vysokej dávke toxický pre pečene.
Ukázalo sa, že liečba NMNH zvýšila obsah NAD+ v myšiacej pečeni závislým spôsobom a liečba NMNH 1000 mg/kg zvýšila hladinu NAD+ v myšiacej pečeni.

Obrázok 2

Glykolýza inhibovaná NMNH a cyklus TCA

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

Obrázok 3

A čo sa týka výsledkov experimentu, hladiny NADH boli 2,5-krát vyššie v bunkách ošetrených NMNH HepG2 než v neliečených a NMN ošetrených bunkách. Obrázok 4 tiež odhalil, že liečba NMNH 340 mg/kg zvýšila hladinu NADH v pečeni myši trojnásobne, zatiaľ čo liečba NMN 340 mg/kg zvýšila hladinu NADH 1,7-násobne.

Obrázok 4

Liečba NMN však odhalila výraznú reguláciu glykolýzy a cyklu TCA. NMN indukoval len mierne zníženie glykolýzy o 2PG/3PG a PEP (Obrázok 3E) a takmer žiadne pozorovateľné zníženie TCA cyklu v bunkách (Obrázok 3F). Tieto výsledky naznačujú, že NMNH spôsobuje veľmi významné potlačenie glykolýzy a cyklu TCA, zatiaľ čo NMN tiež brzdí glykolýzu, ale v oveľa miernejšej miere.

Obrázok 5

NMNH potlačený rast buniek

Data-dependent quantitative proteomic analysis was performed to identify differentially expressed proteins (DEPs) of HepG2 under 1 mM NMNH treatment for 12 h.  And to further examine the effects of NMNH on cell growth, researchers treated 786-O cells with different concentrations of NMNH. 786-O cells, derived from a clear cell renal cell carcinoma patient, exhibit a typical Warburg phenotype and their growth is dependent on glycolysis.

Obrázok 6

Ukázalo sa, že NMNH inhibuje rast buniek v 786-O bunkách vo veku 50 μM, whereas 250 μM NMNH was needed to effectively inhibit cell growth in HK-2 cells (as shown in figure 6), which was an immortalized proximal tubule epithelial cell line from a normal adult human kidney.

Záver

Prekurzory NAD+ v redukovanej forme (NMNH a NRH) sú lepšími zosilňovačmi NAD+ než zodpovedajúce v oxidovanej forme, a to in vitro aj in vivo. Medzitým sme potvrdili, že dlhodobé podávanie NMNH je pre myši bezpečné. NMNH efektívne zvýšil obsah bunkového NAD+ a tento proces bol hlavne závislý od NMNAT. NMNH je silný NAD+ posilňovač in vitro aj in vivo. NMNH tiež významne zvýšil hladinu bunkového NADH, potlačil glykometabolizmus a inhiboval rast buniek.

Referencia: Liu, Y., Luo C., etal, Reduced Nicotinamide Mononucleotide (NMNH) výrazne zvyšuje NAD+ a potláča glykolýzu, TCA cyklus a rast buniek, Promote Research, 2021