NMNH forsterker NAD+ kraftig og undertrykker glykolyse, TCA-syklusen og cellevekst

NAD+ er essensielt for biologiske prosesser som metabolisme og DNA-reparasjon, og nedgangen er forbundet med aldersrelaterte sykdommer. Tilskudd med NAD+-forstadier, som nikotinamidribosid (NR) og nikotinamidmononukleotid (NMN), har vist seg å øke nivåene av cellulær NAD+ og gi helsemessige fordeler. Nylige studier antyder at den reduserte formen av NR, NRH, er en bedre NAD+-booster enn NR eller NMN, og kan øke motstanden mot celledød forårsaket av genotoksiner. I tillegg er NRH tilgjengelig oralt og har vist seg å forhindre akutt nyreskade hos mus. Derfor undersøkte forskerne om den reduserte formen av NMN(NMNH) kan øke cellulære NAD+-nivåer og regulere biologiske prosesser.

NMNH økte cellulære NAD+-nivåer både in vitro og 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)
Forfatteren behandlet C57BL/6J hannmus med 340 mg/kg NMN eller NMNH via intraperitoneal injeksjon og målte leverens NAD+-konsentrasjoner ved massespektrometri. Den viste at leveren NAD+-nivået var fire ganger høyere hos NMNH-behandlede mus enn hos PBS-behandlede mus (som vist i figur 1-C). I tillegg var levernivået NAD+ hos NMNH-behandlede mus 1,5 ganger høyere enn hos NMN-behandlede mus.

Figur 1

Eksperimentresultatene indikerte at NMNH er en effektiv NAD+-forsterker, og er en mer potent in vivo NAD+-forsterker enn NMN.
Men under behandling av C57BL/6J hannmus med 50, 100, 500 eller 1000 mg/kg NMNH via intraperitoneal injeksjon annenhver dag i en uke, fant de at serumnivåene av alaninaminotransferase (ALT) og aspartataminotransferase (AST) ikke var forhøyet (som vist på figur 2), noe som tydet på at NMNH ikke var levertoksisk ved høy dose.
Den viste at NMNH-behandling økte innholdet i muselever NAD+ avhengig av dosering, og 1000 mg/kg NMNH-behandling økte nivået av muselever NAD+.

Figur 2

NMNH hemmet glykolyse og TCA-syklusen

Forfatteren utforsker NMNH-transformasjonsrutinen til NAD+ som vist i figur 3.

Figur 3

Og når det gjelder eksperimentresultatet, var NADH-nivåene 2,5 ganger høyere i NMNH-behandlede HepG2-celler enn i ubehandlede og NMN-behandlede celler. Figur 4 viste også at 340 mg/kg NMNH-behandling økte NADH-nivået med tre ganger i museleveren, mens 340 mg/kg NMN-behandling økte NADH-nivået med 1,7 ganger.

Figur 4

NMN-behandlingen viste imidlertid tydelig regulering av glykolyse og TCA-syklusen. NMN induserte kun en mild reduksjon av 2PG/3PG og PEP i glykolysen (Figur 3E) og nesten ingen observerbar reduksjon av TCA-syklusen i cellene (Figur 3F). Disse resultatene antydet at NMNH forårsaker svært betydelig undertrykkelse av glykolysen og TCA-syklusen, mens NMN også hemmer glykolysen, men i mye mildere grad.

Figur 5

NMNH-undertrykt cellevekst

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.

Figur 6

Den viste at NMNH hemmet cellevekst i 786-O-celler ved 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.

Konklusjon

NAD+-forløpere i redusert form (NMNH og NRH) er bedre NAD+-forsterkere enn de tilsvarende i oksidert form både in vitro og in vivo. I mellomtiden bekreftet vi at langvarig administrasjon av NMNH er trygt for mus. NMNH økte effektivt innholdet av cellulær NAD+, og denne prosessen var hovedsakelig avhengig av NMNAT. NMNH er en potent NAD+-forsterker in vitro og in vivo. NMNH økte også cellulære NADH-nivåer signifikant, undertrykte glykometabolismen og hemmet cellevekst.

Referanse: Liu, Y., Luo C., etal, Reduced Nicotinamide Mononucleotide (NMNH) forsterker NAD+ kraftig og undertrykker glykolyse, TCA-syklusen og cellevekst, Promote Research, 2021