NMNH เพิ่ม NAD+ อย่างมีประสิทธิภาพและยับยั้งไกลโคไลซิส วงจร TCA และการเจริญเติบโตของเซลล์

NAD+ มีความจำเป็นต่อกระบวนการทางชีวภาพ เช่น เมแทบอลิซึมและการซ่อมแซมดีเอ็นเอ และการลดลงของ NAD+ สัมพันธ์กับโรคที่เกี่ยวข้องกับวัย การเสริมด้วยสารตั้งต้นของ NAD+ เช่น นิโคตินาไมด์ไรโบไซด์ (NR) และนิโคตินาไมด์โมโนนิวคลีโอไทด์ (NMN) ได้รับการแสดงให้เห็นว่าสามารถเพิ่มระดับ NAD+ ในเซลล์และให้ประโยชน์ต่อสุขภาพ การศึกษาล่าสุดชี้ให้เห็นว่า NRH ซึ่งเป็นรูปแบบรีดิวซ์ของ NR เป็นตัวเพิ่ม NAD+ ที่ดีกว่า NR หรือ NMN และสามารถเพิ่มความต้านทานต่อการตายของเซลล์ที่เกิดจากสารพิษต่อพันธุกรรม นอกจากนี้ NRH ยังสามารถรับประทานได้ทางปากและได้รับการแสดงให้เห็นว่าป้องกันการบาดเจ็บของไตเฉียบพลันในหนู ดังนั้นนักวิจัยจึงสำรวจว่ารูปแบบรีดิวซ์ของ NMN (NMNH) สามารถเพิ่มระดับ NAD+ ในเซลล์และควบคุมกระบวนการทางชีวภาพได้หรือไม่

NMNH เพิ่มระดับ NAD+ ในเซลล์ทั้งในหลอดทดลองและในร่างกาย

นักวิจัยทำการรักษาด้วย NMNH (100 ไมโครโมลาร์) และพบว่าเพิ่มระดับ NAD+ ในเซลล์ได้ 5 เท่าในเซลล์ HepG2 ในขณะที่ NMN 100 ไมโครโมลาร์เพิ่มระดับ NAD+ เพียงเล็กน้อยเท่านั้น ตามที่กำหนดโดยแมสสเปกโตรเมทรี (ดังแสดงในรูปที่ 1-A)
ผู้เขียนฉีดหนูเพศผู้ C57BL/6J ด้วย NMN หรือ NMNH 340 มก./กก. ผ่านการฉีดเข้าช่องท้องและวัดความเข้มข้นของ NAD+ ในตับด้วยแมสสเปกโตรเมทรี ผลปรากฏว่าระดับ NAD+ ในตับของหนูที่ได้รับ NMNH สูงกว่าหนูที่ได้รับ PBS 4 เท่า (ดังแสดงในรูปที่ 1-C) นอกจากนี้ ระดับ NAD+ ในตับของหนูที่ได้รับ NMNH สูงกว่าหนูที่ได้รับ NMN 1.5 เท่า

รูปที่ 1

ผลการทดลองบ่งชี้ว่า NMNH เป็นตัวเพิ่ม NAD+ ที่มีประสิทธิภาพ และเป็นตัวเพิ่ม NAD+ ในร่างกายที่มีศักยภาพมากกว่า NMN
แต่เมื่อฉีดหนูเพศผู้ C57BL/6J ด้วย NMNH 50, 100, 500 หรือ 1,000 มก./กก. ผ่านการฉีดเข้าช่องท้องวันเว้นวันเป็นเวลาหนึ่งสัปดาห์ พบว่าระดับซีรั่มของอะลานีนอะมิโนทรานสเฟอเรส (ALT) และแอสพาร์เทตอะมิโนทรานสเฟอเรส (AST) ไม่สูงขึ้น (ดังแสดงในรูปที่ 2) ซึ่งบ่งชี้ว่า NMNH ไม่เป็นพิษต่อตับในขนาดสูง
แสดงให้เห็นว่าการรักษาด้วย NMNH เพิ่มปริมาณ NAD+ ในตับของหนูในลักษณะที่ขึ้นกับขนาดยา และการรักษาด้วย NMNH 1,000 มก./กก. เพิ่มระดับ NAD+ ในตับของหนู

รูปที่ 2

NMNH ยับยั้งไกลโคไลซิสและวัฏจักร TCA

ผู้เขียนสำรวจเส้นทางการเปลี่ยน NMNH เป็น NAD+ ดังแสดงในรูปที่ 3

รูปที่ 3

และในแง่ของผลการทดลอง ระดับ NADH สูงกว่า 2.5 เท่าในเซลล์ HepG2 ที่ได้รับการรักษาด้วย NMNH เมื่อเทียบกับเซลล์ที่ไม่ได้รับการรักษาและเซลล์ที่ได้รับการรักษาด้วย NMN รูปที่ 4 ยังเปิดเผยอีกว่าการรักษาด้วย NMNH 340 มก./กก. เพิ่มระดับ NADH ขึ้น 3 เท่าในตับของหนู ในขณะที่การรักษาด้วย NMN 340 มก./กก. เพิ่มระดับ NADH ขึ้น 1.7 เท่า

รูปที่ 4

อย่างไรก็ตาม การรักษาด้วย NMN แสดงการควบคุมไกลโคไลซิสและวัฏจักร TCA ที่แตกต่างกัน NMN ทำให้เกิดการลดลงเล็กน้อยของ 2PG/3PG และ PEP ในไกลโคไลซิสเท่านั้น (รูปที่ 3E) และแทบไม่มีการลดลงของวัฏจักร TCA ในเซลล์ที่สังเกตได้ (รูปที่ 3F). ผลลัพธ์เหล่านี้ชี้ให้เห็นว่า NMNH ทำให้เกิดการยับยั้งไกลโคไลซิสและวัฏจักร TCA อย่างมีนัยสำคัญ ในขณะที่ NMN ก็ขัดขวางไกลโคไลซิสเช่นกันแต่ในระดับที่น้อยกว่ามาก

รูปที่ 5

NMNH ยับยั้งการเจริญเติบโตของเซลล์

การวิเคราะห์โปรตีโอมิกเชิงปริมาณที่ขึ้นกับข้อมูลถูกดำเนินการเพื่อระบุโปรตีนที่แสดงออกแตกต่างกัน (DEPs) ของ HepG2 ภายใต้การรักษาด้วย NMNH 1 มิลลิโมลาร์เป็นเวลา 12 ชั่วโมง และเพื่อตรวจสอบผลของ NMNH ต่อการเจริญเติบโตของเซลล์เพิ่มเติม นักวิจัยได้รักษาเซลล์ 786-O ด้วยความเข้มข้นต่างๆ ของ NMNH เซลล์ 786-O ซึ่งได้มาจากผู้ป่วยมะเร็งเซลล์ไตชนิดเซลล์ใส แสดงฟีโนไทป์ Warburg ทั่วไป และการเจริญเติบโตของพวกมันขึ้นอยู่กับไกลโคไลซิส

รูปที่ 6

เผยให้เห็นว่า NMNH ยับยั้งการเจริญเติบโตของเซลล์ในเซลล์ 786-O ที่ความเข้มข้น 50ไมโครโมลาร์ ในขณะที่ต้องใช้ NMNH 250 ไมโครโมลาร์เพื่อยับยั้งการเจริญเติบโตของเซลล์ในเซลล์ HK-2 อย่างมีประสิทธิภาพ (ดังแสดงในรูปที่ 6) ซึ่งเป็นเซลล์เยื่อบุผิวท่อไตส่วนต้นที่ถูกทำให้เป็นอมตะจากไตของผู้ใหญ่ปกติ

บทสรุป

สารตั้งต้นของ NAD+ ในรูปแบบรีดิวซ์ (NMNH และ NRH) เป็นตัวเพิ่ม NAD+ ที่ดีกว่าสารตั้งต้นในรูปแบบออกซิไดซ์ที่สอดคล้องกันทั้งในหลอดทดลองและในร่างกาย ในขณะเดียวกัน เรายืนยันว่าการให้ NMNH ในระยะยาวปลอดภัยต่อหนูNMNH เพิ่มปริมาณ NAD+ ในเซลล์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ และกระบวนการนี้ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับ NMNAT NMNH เป็นตัวเพิ่ม NAD+ ที่มีศักยภาพทั้งในหลอดทดลองและในร่างกาย NMNH ยังเพิ่มระดับ NADH ในเซลล์อย่างมีนัยสำคัญ ยับยั้งเมแทบอลิซึมของน้ำตาล และยับยั้งการเจริญเติบโตของเซลล์

อ้างอิง: 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