NMNH эффективно повышает уровень NAD+ и подавляет гликолиз, цикл трикарбоновых кислот и рост клеток

NAD+ необходим для таких биологических процессов, как метаболизм и репарация ДНК, и его снижение связано с возрастными заболеваниями. Было показано, что добавление предшественников NAD+, таких как никотинамидрибозид (NR) и никотинамидмононуклеотид (NMN), повышает уровень NAD+ в клетках и приносит пользу для здоровья. Недавние исследования показывают, что восстановленная форма NR, NRH, является лучшим усилителем NAD+, чем NR или NMN, и может повышать устойчивость к гибели клеток, вызванной генотоксинами. Кроме того, NRH доступен для перорального приема и, как было показано, предотвращает острое повреждение почек у мышей. Поэтому исследователи изучили, может ли восстановленная форма NMN (NMNH) повышать уровень NAD+ в клетках и регулировать биологические процессы.

NMNH Повышал Уровни NAD+ в Клетках Как In Vitro, Так и In Vivo

Исследователи провели обработку NMNH (100 мкМ) и обнаружили, что уровень NAD+ в клетках HepG2 повысился в 5 раз, тогда как 100 мкМ NMN лишь незначительно повышал уровень NAD+, что было определено с помощью масс-спектрометрии. (Как показано на рисунке 1-A)
Автор вводил самцам мышей C57BL/6J 340 мг/кг NMN или NMNH внутрибрюшинно и измерял концентрации NAD+ в печени с помощью масс-спектрометрии. Было обнаружено, что уровень NAD+ в печени был в 4 раза выше у мышей, получавших NMNH, чем у мышей, получавших PBS (как показано на рисунке 1-C). Кроме того, уровень NAD+ в печени у мышей, получавших NMNH, был в 1,5 раза выше, чем у мышей, получавших NMN.

Рисунок 1

Результаты экспериментов показали, что NMNH является эффективным усилителем NAD+ и более мощным усилителем NAD+ in vivo, чем NMN.
Но при введении самцам мышей C57BL/6J 50, 100, 500 или 1000 мг/кг NMNH внутрибрюшинно через день в течение недели было обнаружено, что уровни аланинаминотрансферазы (АЛТ) и аспартатаминотрансферазы (АСТ) в сыворотке не повышались (как показано на рисунке 2), что позволяет предположить, что NMNH не был токсичен для печени в высоких дозах.
Было показано, что обработка NMNH повышала содержание NAD+ в печени мышей дозозависимым образом, а обработка 1000 мг/кг NMNH повышала уровень NAD+ в печени мышей.

Рисунок 2

NMNH Подавлял Гликолиз и Цикл ТКК

Автор исследует путь превращения NMNH в NAD+, как показано на рисунке 3.

Рисунок 3

Что касается результатов эксперимента, уровни NADH были в 2,5 раза выше в клетках HepG2, обработанных NMNH, чем в необработанных клетках и клетках, обработанных NMN. Рисунок 4 также показал, что обработка 340 мг/кг NMNH повышала уровень NADH в печени мышей в 3 раза, в то время как обработка 340 мг/кг NMN повышала уровень NADH в 1,7 раза.

Рисунок 4

Однако обработка NMN показала различную регуляцию гликолиза и цикла ТКК. NMN вызывал лишь умеренное снижение 2PG/3PG и PEP в гликолизе (рисунок 3E) и почти не вызывал заметного снижения цикла ТКК в клетках (рисунок 3F).. Эти результаты показали, что NMNH вызывает очень значительное подавление гликолиза и цикла ТКК, в то время как NMN также замедлял гликолиз, но в гораздо меньшей степени.

Рисунок 5

NMNH Подавлял Рост Клеток

Был проведен количественный протеомный анализ, зависящий от данных, для выявления дифференциально экспрессируемых белков (DEP) в HepG2 при обработке 1 мМ NMNH в течение 12 ч. Чтобы дополнительно изучить влияние NMNH на рост клеток, исследователи обработали клетки 786-O различными концентрациями NMNH. Клетки 786-O, полученные от пациента с светлоклеточным раком почки, демонстрируют типичный фенотип Варбурга, и их рост зависит от гликолиза.

Рисунок 6

Было обнаружено, что NMNH ингибировал рост клеток 786-O при концентрации 50мкМ, тогда как для эффективного ингибирования роста клеток HK-2 требовалось 250 мкМ NMNH (как показано на рисунке 6), которые представляют собой иммортализованную линию эпителиальных клеток проксимальных канальцев из нормальной почки взрослого человека.

Заключение

Предшественники NAD+ в восстановленной форме (NMNH и NRH) являются лучшими усилителями NAD+, чем соответствующие им окисленные формы, как in vitro, так и in vivo. Кроме того, мы подтвердили, что длительное введение NMNH безопасно для мышей.NMNH эффективно повышал содержание NAD+ в клетках, и этот процесс в основном зависел от NMNAT. NMNH является мощным усилителем NAD+ in vitro и in vivo. NMNH также значительно повышал уровни NADH в клетках, подавлял гликометаболизм и ингибировал рост клеток.

Ссылка: Liu, Y., Luo C., et al., Reduced Nicotinamide Mononucleotide (NMNH) Potently Enhances NAD+ and Suppresses Glycolysis, the TCA Cycle, and Cell Growth, Promote research, 2021