NMNH potenzia potentemente NAD + e sopprime la glicolisi, il ciclo TCA e la crescita cellulare

Il NAD+ è essenziale per i processi biologici come il metabolismo e la riparazione del DNA e il suo declino è associato a malattie legate all'età. L'integrazione con precursori del NAD +, come il nicotinamide riboside (NR) e il nicotinammide mononucleotide (NMN), ha dimostrato di aumentare i livelli cellulari di NAD + e conferire benefici per la salute. Studi recenti suggeriscono che la forma ridotta di NR, NRH, è un booster NAD + migliore di NR o NMN e può aumentare la resistenza alla morte cellulare causata da genotossine. Inoltre, NRH è disponibile per via orale e ha dimostrato di prevenire il danno renale acuto nei topi. Quindi i ricercatori hanno esplorato se la forma ridotta di NMN (NMNH) può aumentare i livelli cellulari di NAD + e regolare i processi biologici.

NMNH ha aumentato i livelli cellulari di NAD+ sia in vitro che in vivo

I ricercatori hanno condotto il trattamento NMNH (100 μM) e hanno scoperto che ha aumentato il livello di NAD + cellulare di 5 volte nelle cellule HepG2, mentre 100 μM NMN hanno aumentato solo leggermente il livello di NAD +, come determinato dalla spettrometria di massa. (Come mostrato in figura 1-A)
L'autore ha trattato topi maschi C57BL / 6J con 340 mg / kg NMN o NMNH tramite iniezione intraperitoneale e ha misurato le concentrazioni di NAD + nel fegato mediante spettrometria di massa. Ha scoperto che il livello di NAD + del fegato era 4 volte più alto nei topi trattati con NMNH rispetto ai topi trattati con PBS (come mostrato in figura 1-C). Inoltre, il livello di NAD + nel fegato nei topi trattati con NMNH era 1,5 volte superiore rispetto ai topi trattati con NMN.

Figura 1

I risultati dell'esperimento hanno indicato che NMNH è un potenziatore NAD + efficiente ed è un potenziatore NAD + più potente in vivo rispetto a NMN.
Ma durante il trattamento C57BL / 6J topi maschi con 50, 100, 500 o 1000 mg / kg NMNH tramite iniezione intraperitoneale a giorni alterni per una settimana e ha scoperto che i livelli sierici di alanina aminotransferasi (ALT) e aspartato aminotransferasi (AST) non erano elevati (come mostrato in figura 2), il che ha suggerito che NMNH non era tossico per il fegato ad alti dosaggi.
Ha dimostrato che il trattamento con NMNH ha aumentato il contenuto di NAD+ nel fegato di topo in modo dipendente dal dosaggio e il trattamento con NMNH di 1000 mg/kg ha aumentato il livello di NAD+ nel fegato di topo.

Figura 2

NMNH inibito glicolisi e il ciclo TCA

L'autore esplora la routine di trasformazione NMNH in NAD + come mostrato nella figura 3.

Figura 3

E in termini di risultato dell'esperimento, i livelli di NADH erano 2,5 volte più alti nelle cellule HepG2 trattate con NMNH rispetto alle cellule non trattate e trattate con NMN. La figura 4 ha anche scoperto che il trattamento con 340 mg/kg di NMNH ha aumentato il livello di NADH di 3 volte nel fegato di topo, mentre il trattamento con 340 mg/kg di NMN ha aumentato il livello di NADH di 1,7 volte.

Figura 4

Tuttavia, il trattamento con NMN ha rivelato una regolazione distinta della glicolisi e del ciclo TCA. NMN ha indotto solo una lieve diminuzione di 2PG/3PG e PEP nella glicolisi (Figura 3E) e quasi nessuna riduzione osservabile del ciclo TCA nelle cellule (Figura 3F). Questi risultati hanno suggerito che NMNH provoca una soppressione molto significativa della glicolisi e del ciclo TCA, mentre NMN ha anche ostacolato la glicolisi ma in misura molto più lieve.

Figura 5

NMNH Crescita cellulare repressa

L'analisi proteomica quantitativa dipendente dai dati è stata eseguita per identificare le proteine differenzialmente espresse (DEP) di HepG2 sotto 1 mM di trattamento NMNH per 12 ore.  E per esaminare ulteriormente gli effetti della NMNH sulla crescita cellulare, i ricercatori hanno trattato le cellule 786-O con diverse concentrazioni di NMNH. Le cellule 786-O, derivate da un paziente con carcinoma renale a cellule chiare, presentano un tipico fenotipo di Warburg e la loro crescita dipende dalla glicolisi.

Grafico 6

Ha rivelato che NMNH ha inibito la crescita cellulare nelle cellule 786-O a 50μM, mentre 250 μM NMNH erano necessari per inibire efficacemente la crescita cellulare nelle cellule HK-2 (come mostrato in figura 6), che era una linea cellulare epiteliale tubulo prossimale immortalata da un rene umano adulto normale.

Conclusione

I precursori del NAD+ in forma ridotta (NMNH e NRH) sono migliori potenziatori di NAD+ rispetto ai corrispondenti in forma ossidata sia in vitro che in vivo. Nel frattempo, abbiamo confermato che la somministrazione a lungo termine di NMNH è sicura per i topi.NMNH ha effettivamente aumentato il contenuto cellulare di NAD + e questo processo dipendeva principalmente da NMNAT. NMNH è un potente potenziatore NAD + in vitro e in vivo. NMNH ha anche aumentato significativamente i livelli cellulari di NADH, represso il glicometabolismo, e inibito la crescita cellulare.

Riferimento: Liu, Y., Luo C., etal, Reduced Nicotinamide Mononucleotide (NMNH) potenzia potentemente NAD + e sopprime la glicolisi, il ciclo TCA e la crescita cellulare, promuovere la ricerca, 2021