NMNH有效增强NAD+并抑制糖酵解、TCA循环和细胞生长

NAD+は代謝やDNA修復などの生物学的プロセスに必須であり、その低下は加齢関連疾患と関連している。ニコチンアミドリボシド（NR）やニコチンアミドモノヌクレオチド（NMN）などのNAD+前駆体の補充は、細胞内NAD+レベルを上昇させ、健康上の利益をもたらすことが示されている。最近の研究では、NRの還元型であるNRHがNRやNMNよりも優れたNAD+ブースターであり、遺伝子毒性物質による細胞死への耐性を高めることができることが示唆されている。さらに、NRHは経口投与が可能であり、マウスの急性腎障害を予防することが示されている。そこで研究者らは、NMNの還元型（NMNH）が細胞内NAD+レベルを上昇させ、生物学的プロセスを調節できるかどうかを調査した。

NMNHはin vitroおよびin vivoの両方で細胞内NAD+レベルを増加させた

研究者らはNMNH（100 μM）処理を行い、質量分析により、HepG2細胞において細胞内NAD+レベルが5倍増加したことを見出したが、100 μMのNMNはNAD+レベルをわずかに増加させるのみであった（図1-Aに示す）。
著者らはC57BL/6J雄性マウスに340 mg/kgのNMNまたはNMNHを腹腔内注射し、質量分析により肝臓のNAD+濃度を測定した。その結果、NMNH処理マウスの肝臓NAD+レベルはPBS処理マウスよりも4倍高いことが明らかになった（図1-Cに示す）。さらに、NMNH処理マウスの肝臓NAD+レベルはNMN処理マウスよりも1.5倍高かった。

図1

実験結果は、NMNHが効率的なNAD+エンハンサーであり、NMNよりも強力なin vivo NAD+エンハンサーであることを示した。
しかし、C57BL/6J雄性マウスに50、100、500、または1000 mg/kgのNMNHを1週間隔日で腹腔内注射したところ、血清中のアラニンアミノトランスフェラーゼ（ALT）およびアスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ（AST）レベルは上昇しなかった（図2に示す）。これは、NMNHが高用量でも肝毒性を示さないことを示唆している。
NMNH処理はマウスの肝臓NAD+含有量を用量依存的に増加させ、1000 mg/kgのNMNH処理はマウスの肝臓NAD+レベルを増加させることが実証された。

NMNは新しい食品成分と見なされ、栄養補助食品としての使用はまだ承認されていません。しかし、2023年1月28日、中国国家衛生健康委員会は新しい食品添加物の品種の受理に関する通知を公に発表し、NMNの食品添加物としての申請が受理され始めたことを示しました。

NMNHは解糖系とTCA回路を阻害した

著者は図3に示すように、NMNHがNAD+に変換される経路を調査した。

しかし、中国でNMNを生産する企業は輸出事業を設立することが許可されており、NMN原料メーカーは関連する輸出基準を満たし、対応する法律条項に従うことを保証する必要があります。

実験結果に関して、NMNH処理したHepG2細胞のNADHレベルは、未処理およびNMN処理細胞よりも2.5倍高かった。図4はまた、340 mg/kgのNMNH処理がマウス肝臓のNADHレベルを3倍増加させたのに対し、340 mg/kgのNMN処理はNADHレベルを1.7倍増加させたことを明らかにした。

オーストラリアでは、治療用品管理局（TGA）が栄養補助食品を含む治療用品を規制する責任機関です。

しかし、NMN処理は解糖系とTCA回路の明確に異なる調節を示した。NMNは解糖系の2PG/3PGおよびPEPの軽度の減少のみを誘導し（図3E）、細胞内のTCA回路の顕著な減少はほとんど観察されなかった（図3F）。. これらの結果は、NMNHが解糖系とTCA回路の非常に顕著な抑制を引き起こす一方、NMNも解糖系を妨げるがその程度ははるかに軽度であることを示唆した。

具体的には、

NMNHは細胞増殖を抑制した

データ依存性定量プロテオミクス解析を実施し、1 mM NMNHで12時間処理したHepG2の差次的発現タンパク質（DEP）を同定した。さらに、NMNHが細胞増殖に及ぼす影響を調べるため、研究者らは786-O細胞を異なる濃度のNMNHで処理した。明細胞腎細胞癌患者に由来する786-O細胞は、典型的なWarburg表現型を示し、その増殖は解糖系に依存している。

カナダでは、

NMNHは50 μMで786-O細胞の細胞増殖を阻害することが明らかになったが、正常な成人のヒト腎臓由来の不死化近位尿細管上皮細胞株であるHK-2細胞の細胞増殖を効果的に阻害するには250 μMのNMNHが必要であった（図6に示す）。

結論

還元型のNAD+前駆体（NMNHおよびNRH）は、in vitroおよびin vivoの両方で、対応する酸化型よりも優れたNAD+エンハンサーである。一方、NMNHの長期投与がマウスにとって安全であることを確認した。NMNHは細胞内NAD+含有量を効果的に増加させ、このプロセスは主にNMNATに依存していた。NMNHはin vitroおよびin vivoで強力なNAD+エンハンサーである。NMNHはまた、細胞内NADHレベルを有意に増加させ、糖代謝を抑制し、細胞増殖を阻害した。

参考文献：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