NMNH мощно усиливает НАД+ и подавляет гликолиз, цикл ТСА и рост клеток

НАД+ необходим для биологических процессов, таких как метаболизм и репарация ДНК, а его снижение связано с возрастными заболеваниями. Было показано, что добавки с предшественниками НАД+, такими как никотинамид рибозид (NR) и никотинамид мононуклеотид (NMN), повышают уровень НАД+ в клетках и приносят пользу для здоровья. Недавние исследования показывают, что восстановленная форма NR, NRH, является лучшим бустером NAD+, чем NR или NMN, и может повысить устойчивость к гибели клеток, вызванной генотоксинами. Кроме того, NRH доступен перорально и, как было показано, предотвращает острое повреждение почек у мышей. Таким образом, исследователи изучили, может ли восстановленная форма NMN (NMNH) повышать уровень НАД+ в клетках и регулировать биологические процессы.

NMNH повысил уровень клеточного НАД+ как in vitro, так и in vivo

Исследователи провели лечение NMNH (100 мкМ) и обнаружили, что уровень клеточного НАД+ в клетках HepG2 увеличивается в 5 раз, в то время как 100 мкМ NMN лишь незначительно повышает уровень НАД+, что определяется с помощью масс-спектрометрии. (Как показано на рисунке 1-А)
Автор лечил самцов мышей C57BL/6J 340 мг/кг NMN или NMNH путем внутрибрюшинной инъекции и измерял концентрацию НАД+ в печени с помощью масс-спектрометрии. Было обнаружено, что уровень НАД+ 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 НАД+ в печени у мышей, получавших NMNH, был в 1,5 раза выше, чем у мышей, получавших NMN.

Рисунок 1

Результаты эксперимента показали, что NMNH является эффективным усилителем НАД+ и является более мощным энхансером НАД+ in vivo, чем NMN.
Но во время лечения самцов мышей C57BL/6J 50, 100, 500 или 1000 мг/кг NMNH через день в течение недели было обнаружено, что уровни аланинаминотрансферазы (АЛТ) и аспартатаминотрансферазы (АСТ) в сыворотке крови не были повышены (как показано на рисунке 2), что позволило предположить, что NMNH не токсичен для печени при высоких дозах.
Было продемонстрировано, что лечение НМНХ увеличивало содержание НАД+ в печени мышей в зависимости от дозы, а лечение НМНГ в дозе 1000 мг/кг повышало уровень НАД+ в печени мышей.

Рисунок 2

Ингибированный гликолиз NMNH и цикл TCA

Автор исследует процедуру преобразования NMNH в NAD+, как показано на рисунке 3.

Рисунок 3

Что касается результатов эксперимента, то уровни NADH были в 2,5 раза выше в клетках HepG2, обработанных NMNH, чем в необработанных и обработанных NMN клетках. На рисунке 4 также было обнаружено, что лечение 340 мг/кг NMNH повышало уровень NADH в печени мышей в 3 раза, в то время как лечение NMN в 340 мг/кг увеличивало уровень NADH в 1,7 раза.

Рисунок 4

Однако при лечении НМН выявлена отчетливая регуляция гликолиза и цикла ТСА. NMN индуцировал лишь незначительное снижение 2PG/3PG и PEP в гликолизе (рис. 3E) и почти не вызывал заметного сокращения цикла TCA в клетках (рис. 3F). Эти результаты свидетельствуют о том, что NMNH вызывает очень значительное подавление гликолиза и цикла TCA, в то время как NMN также препятствует гликолизу, но в гораздо меньшей степени.

Рисунок 5

NMNH подавляет рост клеток

Для идентификации дифференциально экспрессируемых белков (ДЭП) HepG2 при лечении 1 мМ НМНХ в течение 12 ч был проведен количественный протеомный анализ.  А для дальнейшего изучения влияния NMNH на рост клеток исследователи обрабатывали клетки 786-O различными концентрациями NMNH. Клетки 786-O, полученные от пациента с светлоклеточной почечно-клеточной карциномой, демонстрируют типичный фенотип Варбурга, и их рост зависит от гликолиза.

Рисунок 6

Было выявлено, что NMNH ингибирует рост клеток в клетках 786-O при 50мкМ, в то время как 250 мкМ NMNH были необходимы для эффективного ингибирования роста клеток HK-2 (как показано на рисунке 6), которые представляли собой иммортализованную эпителиальную клеточную линию проксимальных канальцев из нормальной почки взрослого человека.

Заключение

Предшественники НАД+ в восстановленной форме (НМНХ и НРГ) являются лучшими усилителями НАД+, чем соответствующие в окисленной форме как in vitro, так и in vivo. Между тем, мы подтвердили, что длительное применение NMNH безопасно для мышей. NMNH эффективно увеличивал содержание НАД+ в клетках, и этот процесс в основном зависел от NMNAT. NMNH является мощным усилителем НАД+ in vitro и in vivo. NMNH также значительно повышал уровень NADH в клетках, подавлял метаболизм гликометаболизма и ингибировал рост клеток. Ссылка: Лю, Ю., Ло К., etal, Восстановленный никотинамидмононуклеотид (NMNH) мощно усиливает НАД+ и подавляет гликолиз, цикл TCA и рост клеток, Содействие исследованиям, 2021 г.