NMNHはNAD +を強力に増強し、解糖系、TCAサイクル、および細胞増殖を抑制します

NAD+は、代謝やDNA修復などの生物学的プロセスに不可欠であり、その低下は加齢性疾患に関連しています。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+前駆体の補給は、細胞のNAD+レベルを上昇させ、健康上の利点をもたらすことが示されています。最近の研究では、NRの還元型であるNRHは、NRまたはNMNよりも優れたNAD +ブースターであり、ジェノトキシンによって引き起こされる細胞死に対する耐性を高めることができることが示唆されています。さらに、NRHは経口投与されており、マウスの急性腎障害を予防することが示されています。そこで研究者たちは、還元型のNMN(NMNH)が細胞の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ました。

NMNHは、in vitroとin vivoの両方で細胞NAD +レベルを増加させました

研究者らはNMNH(100μM)処理を実施し、質量分析によって決定されたように、HepG2細胞の細胞NAD +のレベルが5倍に増加したのに対し、100μMのNMNはNAD +のレベルをわずかに増加させるだけであることを発見しました。(図1-Aに示すように)
著者は、C57BL / 6J雄マウスを腹腔内注射により340 mg / kgのNMNまたはNMNHで処理し、質量分析によって肝臓NAD +濃度を測定しました。NMNHで治療したマウスでは、PBSで治療したマウスよりも肝臓のNAD+レベルが4倍高いことがわかったことが特徴です(図1-Cを参照)。さらに、NMNHで処理したマウスの肝臓NAD+レベルは、NMNで処理したマウスよりも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ました。
しかし、C57BL/6J 雄マウスに 50、100、500、または 1000 mg/kg NMNH を 1 日おきに腹腔内注射で 1 週間治療したところ、アラニン アミノトランスフェラーゼ (ALT) とアスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ (AST) の血清レベルは上昇していないことがわかりました (図 2 に示すように)、NMNH は高用量で肝臓毒性がないことが示唆されました。
NMNH処理はマウス肝臓のNAD +含有量を用量依存的に増加させ、1000 mg / kgのNMNH処理はマウス肝臓のNAD +レベルを増加させることを示しました。

図 2

NMNH阻害解糖とTCAサイクル

著者は、図 3 に示すように、NMNH から NAD+ への変換ルーチンについて説明します。

図 3

また、実験結果では、NMNH処理したHepG2細胞では、未処理細胞やNMN処理細胞よりもNADHレベルが2.5倍高かった。図4では、340 mg/kg NMNH処理ではマウス肝臓のNADHレベルが3倍に上昇し、340 mg/kg NMN処理ではNADHレベルが1.7倍に増加することも明らかになりました。

図 4

しかし、NMN処理により、解糖系とTCA回路の明確な制御が明らかになりました。NMNは解糖系で2PG/3PGとPEPの軽度の減少を誘発しただけで(図3E)、細胞のTCAサイクルの減少はほとんど観察されませんでした(図3F)。これらの結果から、NMNHは解糖系とTCA回路を非常に有意に抑制し、NMNも解糖系を阻害するが、その程度ははるかに穏やかであることが示唆された。

図5

NMNH抑制細胞増殖

1 mM NMNH 処理で 12 時間行った HepG2 の発現差タンパク質(DEP)を同定するために、データ依存的な定量的プロテオミクス解析を実施しました。 また、NMNHが細胞増殖に及ぼす影響をさらに調べるために、研究者らは786-O細胞を異なる濃度のNMNHで処理しました。明細胞腎細胞癌患者に由来する786-O細胞は、典型的なワールブルグ表現型を示し、その増殖は解糖系に依存している。

図6

NMNHは50で786-O細胞の細胞増殖を阻害することが明らかになりました一方、250 μM NMNHは、正常な成人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(図6を参照)の細胞増殖を効果的に阻害するために必要でした。

結論

還元型(NMNHおよびNRH)のNAD +前駆体は、in vitroおよびin vivoの両方で、対応する酸化型のものよりも優れたNAD +エンハンサーです。一方、NMNHの長期投与がマウスに対して安全であることを確認しました。NMNHは細胞のNAD +含有量を効果的に増加させ、このプロセスは主にNMNATに依存していました。NMNHは、in vitroおよびin vivoで強力なNAD +エンハンサーです。NMNHはまた、細胞のNADHレベルを有意に上昇させ、糖代謝を抑制し、細胞増殖を阻害しました。 参考文献:Liu, Y., Luo C., etal, Reduced Nicotinamide Mononucleotide (NMNH) Potently Ententously Enhances NAD+ and Suppresses Glycolysis, the TCA Cycle, and Cell Growth, Promote research, 2021