NMNH 有效增強 NAD+ 並抑制糖酵解、TCA 循環和細胞生長

NAD+ 對於新陳代謝和 DNA 修復等生物過程至關重要，其下降與年齡相關疾病有關。補充 NAD+ 前體，如煙醯胺核苷 （NR） 和煙醯胺單核苷酸 （NMN），已被證明可以增加細胞 NAD+ 水平並帶來健康益處。最近的研究表明，還原形式的 NRH 是比 NR 或 NMN 更好的 NAD+ 助推器，並且可以增加對基因毒素引起的細胞死亡的抵抗力。此外，NRH 是口服的，已被證明可以預防小鼠的急性腎損傷。因此，研究人員探索了還原形式的NMN（NMNH）是否可以增加細胞NAD+水平並調節生物過程。

NMNH 在體外和體內都增加了細胞 NAD+ 水準

研究人員進行了NMNH（100μM）處理，發現HepG2細胞中細胞NAD+的水準增加了5倍，而100μM NMN僅略微增加了NAD+的水準，這是通過質譜法確定的。（如圖1-A所示）
作者通過腹腔注射用 340 mg/kg NMN 或 NMNH 處理 C57BL/6J 雄性小鼠，並通過質譜法測量肝臟 NAD+ 濃度。它的特點是發現NMNH處理的小鼠的肝臟NAD +水準比PBS處理的小鼠高4倍（如圖1-C所示）。此外，NMNH治療小鼠的肝臟NAD+水準比NMN治療的小鼠高1.5倍。

圖1

實驗結果表明，NMNH是一種高效的NAD+增強劑，是一種比NMN更有效的體內NAD+增強劑。
但是，當每隔一天通過腹腔注射用50、100、500或1000mg/kg NMNH治療C57BL/6J雄性小鼠時，發現丙氨酸氨基轉移酶（ALT）和天冬氨酸氨基轉移酶（AST）的血清水平沒有升高（如圖2所示），這表明NMNH在高劑量下沒有肝毒性。
結果表明，NMNH治療以劑量依賴性方式增加小鼠肝臟NAD+含量，1000 mg/kg NMNH處理增加小鼠肝臟NAD+水準。

圖2

NMNH抑制糖酵解和TCA迴圈

作者探討了NMNH到 NAD+ 的轉換例程，如圖 3 所示。

圖3

就實驗結果而言，NMNH 處理的 HepG2 細胞的 NADH 水準比未處理和 NMN 處理的細胞高 2.5 倍。圖 4 還發現，340 mg/kg NMNH 處理使小鼠肝臟中的 NADH 水準增加了 3 倍，而 340 mg/kg NMN 處理使 NADH 水準增加了 1.7 倍。

圖4

然而，NMN處理揭示了糖酵解和TCA循環的明顯調節。NMN僅誘導糖酵解中2PG / 3PG和PEP的輕度降低（圖3E），細胞中TCA循環幾乎沒有可觀察到的減少（圖3F）。這些結果表明，NMNH對糖酵解和TCA迴圈的抑制非常顯著，而NMN也阻礙了糖酵解，但程度要溫和得多。

圖5

NMNH抑制細胞生長

在1 mM NMNH處理下進行數據依賴性定量蛋白質組學分析，以鑒定HepG2的差異表達蛋白（DEP），持續12 h。 為了進一步研究NMNH對細胞生長的影響，研究人員用不同濃度的NMNH處理了786-O細胞。786-O細胞來源於透明細胞腎細胞癌患者，表現出典型的Warburg表型，其生長依賴於糖酵解。

圖6

結果顯示，NMNH在50時抑制了786-O細胞的細胞生長μM，而需要 250 μM NMNH 才能有效抑制 HK-2 細胞的細胞生長（如圖 6 所示），HK-2 細胞是來自正常成人腎臟的永生化近端腎小管上皮細胞系。

結論

在體外和體內，還原形式的 NAD+ 前體（NMNH 和 NRH）比氧化形式的相應前體是更好的 NAD+ 增強劑。同時，我們確認長期服用NMNH對小鼠是安全的。NMNH有效地增加了細胞NAD+含量，這一過程主要依賴於NMNAT。NMNH 是一種有效的 NAD+ 體外增強劑。NMNH 還顯著增加細胞 NADH 水準、抑制糖代謝和抑制細胞生長。 參考資料：Liu， Y.， Luo C.， etal， 還原煙醯胺單核苷酸 （NMNH） 有效增強 NAD+ 並抑制糖酵解、TCA 循環和細胞生長， 促進研究， 2021