NMNH значительно усиливает NAD+ и подавляет гликолиз, цикл TCA и рост клеток

NAD+ необходим для биологических процессов, таких как метаболизм и восстановление ДНК, а его снижение связано с возрастными заболеваниями. Добавление прекурсоров NAD+, таких как никотинамид рибосид (NR) и никотинамидмононуклеотид (NMN), доказано повышает уровень клеточного NAD+ и приносит пользу здоровью. Недавние исследования показывают, что уменьшенная форма NR, NRH, является лучшим бустером NAD+, чем NR или NMN, и может повышать устойчивость к гибели клеток, вызванной генотоксинами. Кроме того, НРГ доступен перорально и доказано предотвращает острое повреждение почек у мышей. Поэтому исследователи изучали, может ли уменьшенная форма NMN (NMNH) повышать уровень клеточного NAD+ и регулировать биологические процессы.

NMNH повысил уровень клеточного NAD+ как in vitro, так и 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)
Автор обработал мышей-самцов C57BL/6J с 340 мг/кг NMN или NMNH с помощью инъекции внутрибрюшинной инъекции и измерил концентрации NAD+ в печени масс-спектрометрией. В нём было показано, что уровень печени NAD+ у мышей, обработанных NMNH, был в 4 раза выше, чем у мышей, обработанных PBS (как показано на рисунке 1-C). Кроме того, уровень печени NAD+ у мышей, обработанных NMNH, был в 1,5 раза выше, чем у мышей, обработанных NMN.

Рисунок 1

Результаты эксперимента показали, что NMNH является эффективным энхансером NAD+ и более мощным in vivo NAD+ усилителем, чем NMN.
Однако при лечении у мышей-самцов C57BL/6J с 50, 100, 500 или 1000 мг/кг NMNH через день в течение недели обнаружили, что уровни аланинаминотрансферазы (ALT) и аспартатаминотрансферазы (AST) в сыворотке не были повышены (как показано на рисунке 2), что свидетельствует о том, что NMNH не является токсичным для печени при высокой дозировке.
Было показано, что лечение NMNH увеличивало содержание NAD+ в печени мышей в зависимости от дозировки, а лечение 1000 мг/кг NMNH повышало уровень NAD+ в печени мышей.

Рисунок 2

NMNH ингибирует гликолиз и цикл TCA

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

Рисунок 3

Что касается результатов эксперимента, уровень NADH был в 2,5 раза выше в клетках HepG2, обработанных NMNH, чем в необработанных и обработанных NMN клетках. Рисунок 4 также показал, что лечение NMNH в 340 мг/кг увеличивало уровень NADH в печени мышей в три раза, а лечение NMN с 340 мг/кг — в 1,7 раза.

Рисунок 4

Однако лечение NMN выявило чёткую регуляцию гликолиза и цикла TCA. NMN индуцировала лишь небольшое снижение гликолиза на 2PG/3PG и PEP (рисунок 3E) и почти не наблюдаемое уменьшение цикла TCA в клетках (рисунок 3F). Эти результаты показали, что NMNH вызывает значительное подавление гликолиза и цикла TCA, в то время как NMN также затрудняет гликолиз, но в гораздо более мягкой степени.

Рисунок 5

Подавленный рост клеток NMNH

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.

Рисунок 6

Он показал, что NMNH ингибирует рост клеток в клетках 786-O при 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.

Заключение

Прекурсоры NAD+ в восстановленной форме (NMNH и NRH) являются лучшими усилителями NAD+, чем соответствующие в окислённой форме как in vitro, так и in vivo. Тем временем мы подтвердили, что длительное введение NMNH безопасно для мышей. NMNH эффективно увеличивал содержание клеточного NAD+, и этот процесс в основном зависел от NMNAT. NMNH — мощный усилитель NAD+ in vitro и in vivo. NMNH также значительно повышал уровень клеточного NADH, подавлял гликометаболизм и тормозил рост клеток.

Ссылка: Liu, Y., Luo C., et al, Редуцированный мононуклеотид никотинамида (NMNH) значительно усиливает NAD+ и подавляет гликолиз, цикл TCA и рост клеток, Promote research, 2021