NMNH verbetert NAD + krachtig en onderdrukt glycolyse, de TCA-cyclus en celgroei

NAD + is essentieel voor biologische processen zoals metabolisme en DNA-reparatie, en de achteruitgang ervan wordt geassocieerd met leeftijdsgerelateerde ziekten. Suppletie met NAD + -precursoren, zoals nicotinamide riboside (NR) en nicotinamide mononucleotide (NMN), heeft aangetoond dat het cellulaire NAD + -niveaus verhoogt en gezondheidsvoordelen oplevert. Recente studies suggereren dat de gereduceerde vorm van NR, NRH, een betere NAD + -booster is dan NR of NMN en de weerstand tegen celdood veroorzaakt door genotoxinen kan verhogen. Bovendien is NRH oraal beschikbaar en is aangetoond dat het acute nierschade bij muizen voorkomt. Dus onderzochten onderzoekers of de verminderde vorm van NMN (NMNH) cellulaire NAD + -niveaus kan verhogen en biologische processen kan reguleren.

NMNH verhoogde cellulaire NAD+ niveaus zowel in vitro als in vivo

De onderzoekers voerden NMNH (100 μM) behandeling uit en ontdekten dat het niveau van cellulaire NAD + met 5-voudige toename in HepG2-cellen, terwijl 100 μM NMN het niveau van NAD + slechts licht verhoogde, zoals bepaald door massaspectrometrie. (Zoals te zien op figuur 1-A)
Auteur behandelde C57BL/6J mannelijke muizen met 340 mg/kg NMN of NMNH via intraperitoneale injectie en gemeten lever NAD+ concentraties door massaspectrometrie. Het bleek dat het NAD + -niveau van de lever 4 keer hoger was bij met NMNH behandelde muizen dan bij met PBS behandelde muizen (zoals weergegeven op figuur 1-C). Bovendien was het NAD+-niveau van de lever bij met NMNH behandelde muizen 1,5 keer hoger dan bij met NMN behandelde muizen.

Figuur 1

De experimentresultaten gaven aan dat NMNH een efficiënte NAD+ enhancer is en een krachtigere in vivo NAD+ enhancer is dan NMN.
Maar tijdens de behandeling van C57BL / 6J mannelijke muizen met 50, 100, 500 of 1000 mg / kg NMNH via intraperitoneale injectie om de andere dag gedurende een week en vonden dat de serumspiegels van alanineaminotransferase (ALT) en aspartaataminotransferase (ASAT) niet verhoogd waren (zoals te zien is op figuur 2), wat suggereerde dat NMNH niet levertoxisch was bij hoge dosering.
Het toonde aan dat nmnh-behandeling de NAD+-gehaltes van de muizenlever op een doseringsafhankelijke manier verhoogde en dat de behandeling met 1000 mg/kg NMNH het NAD+-niveau van de muizenlever verhoogde.

Figuur 2

NMNH geremde glycolyse en de TCA-cyclus

De auteur onderzoekt de NMNH-transformatieroutine naar NAD + zoals weergegeven op figuur 3.

Figuur 3

En in termen van het experimentresultaat waren de NADH-niveaus 2,5 keer hoger in met NMNH behandelde HepG2-cellen dan in onbehandelde en met NMN behandelde cellen. Figuur 4 onthulde ook dat 340 mg / kg NMNH-behandeling het NADH-niveau met 3-voudig verhoogde in de muizenlever, terwijl 340 mg / kg NMN-behandeling het NADH-niveau met 1,7-voudig verhoogde.

Figuur 4

Nmn-behandeling onthulde echter een duidelijke regulatie van glycolyse en de TCA-cyclus. NMN induceerde slechts een lichte afname van 2PG/3PG en PEP in glycolyse (figuur 3E) en bijna geen waarneembare vermindering van de TCA-cyclus in cellen (figuur 3F). Deze resultaten suggereerden dat NMNH een zeer significante onderdrukking van glycolyse en de TCA-cyclus veroorzaakt, terwijl NMN ook de glycolyse belemmerde, maar in veel mildere mate.

Figuur 5

NMNH onderdrukte celgroei

Gegevensafhankelijke kwantitatieve proteomische analyse werd uitgevoerd om differentieel tot expressie gebrachte eiwitten (DEP's) van HepG2 te identificeren onder 1 mM NMNH-behandeling gedurende 12 uur.  En om de effecten van NMNH op celgroei verder te onderzoeken, behandelden onderzoekers 786-O-cellen met verschillende concentraties NMNH. 786-O-cellen, afgeleid van een heldercellige niercelcarcinoompatiënt, vertonen een typisch Warburg-fenotype en hun groei is afhankelijk van glycolyse.

Figuur 6

Het onthulde dat NMNH de celgroei in 786-O-cellen bij 50 remdeμM, terwijl 250 μM NMNH nodig was om de celgroei in HK-2-cellen effectief te remmen (zoals weergegeven in figuur 6), een vereeuwigde proximale tubuliepitheelcellijn van een normale volwassen menselijke nier.

Conclusie

NAD+ precursoren in gereduceerde vorm (NMNH en NRH) zijn betere NAD+ versterkers dan de overeenkomstige in geoxideerde vorm, zowel in vitro als in vivo. Ondertussen hebben we bevestigd dat langdurige toediening van NMNH veilig is voor muizen.NMNH verhoogde effectief het cellulaire NAD+ gehalte en dit proces was voornamelijk afhankelijk van NMNAT. NMNH is een krachtige NAD+ versterker in vitro en in vivo. NMNH verhoogde ook significant cellulaire NADH-niveaus, onderdrukte glycometabolisme en remde de celgroei.

Referentie: Liu, Y., Luo C., etal, Reduced Nicotinamide Mononucleotide (NMNH) Verbetert NAD + krachtig en onderdrukt glycolyse, de TCA-cyclus en celgroei, onderzoek bevorderen, 2021