NMNH výrazně zvyšuje hladinu NAD+ a potlačuje glykolýzu, TCA cyklus a růst buněk

NAD+ je nezbytný pro biologické procesy, jako je metabolismus a oprava DNA, a jeho úbytek je spojen s nemocemi souvisejícími s věkem. Doplňování prekurzory NAD+, jako je nikotinamid ribosid (NR) a mononukleotid nikotinamid (NMN), bylo prokázáno, že zvyšuje buněčné hladiny NAD+ a přináší zdravotní přínosy. Nedávné studie naznačují, že redukovaná forma NR, NRH, je lepším posilujícím dávkem NAD+ než NR nebo NMN a může zvýšit odolnost vůči buněčné smrti způsobené genotoxiny. Navíc je NRH dostupná ústně a bylo prokázáno, že zabraňuje akutnímu poškození ledvin u myší. Výzkumníci proto zkoumali, zda redukovaná forma NMN(NMNH) může zvýšit buněčné hladiny NAD+ a regulovat biologické procesy.

NMNH zvýšil buněčné hladiny NAD+ jak in vitro, tak in vivo

Výzkumníci provedli léčbu NMNH (100 μM) a zjistili, že hladina buněčného NAD+ v buňkách HepG2 se zvýšila pětinásobně, zatímco 100 μM NMN zvýšila hladinu NAD+ podle hmotnostní spektrometrie pouze nepatrně. (Jak je znázorněno na obrázku 1-A)
Autor léčil samce myší C57BL/6J dávkou 340 mg/kg NMN nebo NMNH intraperitoneální injekcí a změřil koncentrace NAD+ v jatrech pomocí hmotnostní spektrometrie. Obsahoval zjištění, že hladina NAD+ v játrech byla čtyřnásobně vyšší u myší léčených NMNH než u myší ošetřených PBS (jak je znázorněno na obrázku 1-C). Navíc hladina NAD+ v jatrech u myší léčených NMNH byla 1,5krát vyšší než u myší ošetřených NMN.

Obrázek 1

Výsledky experimentu ukázaly, že NMNH je efektivní NAD+ zesilovač a je silnějším in vivo zesilovačem NAD+ než NMN.
Při léčbě samců myší C57BL/6J podávali 50, 100, 500 nebo 1000 mg/kg NMNH intraperitoneální injekcí každý druhý den po dobu jednoho týdne a zjistili, že hladiny alanin-aminotransferázy (ALT) a aspartát aminotransferázy (AST) v séru nebyly zvýšené (jak je znázorněno na obrázku 2), což naznačovalo, že NMNH při vysoké dávce není toxický pro játra.
Bylo prokázáno, že léčba NMNH zvyšuje obsah NAD+ v myších játrech závislým způsobem závislým na dávce, a léčba NMNH 1000 mg/kg zvyšuje hladinu NAD+ v myších játrech.

Obrázek 2

NMNH inhibovaná glykolýza a cyklus TCA

Autor zkoumá transformační rutinu NMNH na NAD+, jak je znázorněno na obrázku 3.

Obrázek 3

A pokud jde o výsledky experimentu, hladiny NADH byly v buňkách ošetřených NMNH HepG2 2,5krát vyšší než v neléčených a NMN ošetřených buňkách. Obrázek 4 také odhalil, že léčba NMNH 340 mg/kg zvýšila hladinu NADH v myších játrech třikrát, zatímco léčba NMN 340 mg/kg zvýšila hladinu NADH 1,7násobně.

Obrázek 4

Léčba NMN však odhalila specifickou regulaci glykolýzy a cyklu TCA. NMN indukoval pouze mírné snížení glykolýzy o 2PG/3PG a PEP (obrázek 3E) a téměř žádné pozorovatelné snížení TCA cyklu v buňkách (obrázek 3F). Tyto výsledky naznačují, že NMNH způsobuje velmi významnou potlačenost glykolýzy a TCA cyklu, zatímco NMN také brání glykolýze, ale v mnohem mírnější míře.

Obrázek 5

NMNH potlačený růst buněk

Byla provedena kvantitativní proteomická analýza závislá na datech za účelem identifikace diferenciálně exprimovaných proteinů (DEP) HepG2 při léčbě NMNH 1 mM po dobu 12 hodin.  A aby výzkumníci dále zkoumali účinky NMNH na růst buněk, ošetřili 786-O buňky různými koncentracemi NMNH. 786-O buňky, získané od pacienta s průhledně buněčným karcinomem ledvin, vykazují typický Warburgův fenotyp a jejich růst závisí na glykolýze.

Obrázek 6

Bylo zjištěno, že NMNH inhibuje růst buněk v buňkách 786-O ve věku 50μM, zatímco 250 μM NMNH bylo potřeba k účinné inhibici růstu buněk HK-2 (jak je znázorněno na obrázku 6), což byla zmrtvělná proximální tubuliální epitelová buněčná linie z normální dospělé lidské ledviny.

Závěr

Prekurzory NAD+ v redukované formě (NMNH a NRH) jsou lepšími zesilovači NAD+ než odpovídající v oxidované formě, a to jak in vitro, tak in vivo. Mezitím jsme potvrdili, že dlouhodobé podávání NMNH je pro myši bezpečné.NMNH efektivně zvýšil obsah buněčného NAD+ a tento proces byl převážně závislý na NMNAT. NMNH je silný NAD+ posilovač in vitro i in vivo. NMNH také významně zvýšila buněčné hladiny NADH, potlačila glykometabolismus a inhibovala růst buněk.

Reference: Liu, Y., Luo C., etal, Reduced Nicotinamide Mononucleotide (NMNH) silně zvyšuje NAD+ a potlačuje glykolýzu, TCA cyklus a růst buněk, Promote Research, 2021