NMNHはNAD+を強力に増強し、解糖、TCAサイクル、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、その低下は加齢に伴う病気と関連しています。ニコチンアミドリボサイド(NR)やニコチンアミドモノヌクレオチド(NMN)などのNAD+前驅体の補給は、細胞内のNAD+レベルを増加させ、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、還元型NRであるNRHがNRやNMNよりもNAD+のブースターとして優れており、ジェノトキシンによる細胞死への抵抗性を高める可能性があることが示唆されています。さらに、NRHは経口で入手可能で、マウスの急性腎障害を防ぐ効果も示されています。そこで研究者たちは、還元型のNMN(NMNH)が細胞内のNAD+レベルを増加させ、生物学的プロセスを調節できるかどうかを探りました。

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

研究者たちはNMNH(100μM)処理を行い、HepG2細胞で細胞内のNAD+レベルが5倍増加したのに対し、質量分析法で測定された100μMのNMNはNAD+レベルをわずかに増加させたに過ぎないことを発見しました。(図1-Aに示すように)
著者はC57BL/6Jの雄マウスに340 mg/kgのNMNまたはNMNHを腹腔内注射で治療し、肝臓のNAD+濃度を質量分析で測定しました。その研究では、NMNH処理マウスの肝臓NAD+レベルがPBS処理マウスに比べて4倍高いことが示されました(図1-C参照)。さらに、NMNH処理マウスの肝臓NAD+レベルはNMN処理マウスの1.5倍高かった。

図1

実験結果は、NMNHが効率的なNAD+増強子であり、NMNよりも体内でのNAD+増強子としてより強力なことを示しました。
しかし、C57BL/6Jの雄マウスに50、100、500、または1000 mg/kgのNMNHを1週間間隔で腹腔内注射で投与したところ、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)の血清レベルが上昇していなかったことが判明しました(図2参照)。これにより、NMNHは高用量で肝毒性はないことが示唆されました。
NMNH処理は用量依存的にマウス肝臓のNAD+含有量を増加させ、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は解糖系とTCAサイクルを阻害します

著者は図3に示されているようにNMNH変換ルーチンをNAD+に探求しています。

図3

また、実験結果に関しては、NMNH処理されたHepG2細胞のNADHレベルは、未処理およびNMN処理細胞に比べて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倍に増加させ、340 mg/kgのNMN処理がNADHレベルを1.7倍増加させることも明らかにしました。

図4

しかし、NMN治療は解糖系およびTCAサイクルの明確な調節性を示しました。NMNは解糖系における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サイクルのほとんど観察可能な減少は見られませんでした(図3F)。. これらの結果は、NMNHが解糖作用とTCAサイクルを非常に有意に抑制し、NMNも解糖系を抑制するが、はるかに軽度であることを示唆している。

図5

NMNH抑制細胞増殖

データ依存的な定量プロテオーム解析を用いて、1 mM NMNH処理下で12時間のHepG2の差異発現タンパク質(DEP)を特定しました。 さらにNMNHが細胞増殖に与える影響を調査するため、研究者たちは786-O細胞に異なる濃度のNMNHを処理しました。786-O細胞は、透明細胞腎細胞癌患者から由来し、典型的なワーバーグ表現型を示し、その増殖は解糖系に依存します。

図6

その結果、NMNHが50時の786-O細胞の細胞増殖を抑制することが明らかになりました一方、250μM NMNHは、正常な成人の腎臓から不死化された近位管上皮細胞株であるHK-2細胞の細胞増殖を効果的に抑制するために必要でした(図6参照)。

結論

還元型のNAD+前助体(NMNHおよびNRH)は、in vitroおよびin vivoの両方で酸化型のNAD+増強体よりも優れた活性化剤です。一方で、マウスに対してNMNHの長期投与は安全であることを確認しました。NMNHは細胞内のNAD+含有量を効果的に増加させ、この過程は主に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、細胞内のNADHレベルを有意に増加させ、糖代謝を抑制し、細胞増殖を抑制しました。

参考文献:Liu, Y., Luo C., etal, 還元ニコチンアミドモノヌクレオチド(NMNH)がNAD+を強力に促進し、解糖作用、TCAサイクル、細胞増殖を抑制する、Promote research, 2021年