NMNH, NAD+'yı güçlü bir şekilde artırır ve glikolizi, TCA döngüsünü ve hücre büyümesini baskılar

NAD+, metabolizma ve DNA onarımı gibi biyolojik süreçler için gereklidir ve azalması yaşa bağlı hastalıklarla ilişkilidir. Nikotinamid ribozid (NR) ve nikotinamid mononükleotid (NMN) gibi NAD+ öncülleriyle takviye edilmesinin hücresel NAD+ seviyelerini artırdığı ve sağlık faydaları sağladığı gösterilmiştir. Son çalışmalar, NR'nin azaltılmış formu olan NRH'nin, NR veya NMN'den daha iyi bir NAD+ güçlendirici olduğunu ve genotoksinlerden kaynaklanan hücre ölümüne karşı direnci artırabileceğini göstermektedir. Ayrıca, NRH ağız yoluyla da mevcuttur ve farelerde akut böbrek hasarını önlediği gösterilmiştir. Bu nedenle araştırmacılar, NMN(NMNH)'nin azaltılmış formunun hücresel NAD+ seviyelerini artırıp biyolojik süreçleri düzenleyip düzenleyemeyeceğini araştırdılar.

NMNH Hem In Vitro hem de In Vivo Hücresel NAD+ Seviyelerini Artırdı

Araştırmacılar NMNH (100 μM) tedavisi yaptılar ve HepG2 hücrelerinde hücresel NAD+ seviyesini 5 kat artırdığını, 100 μM NMN'nin ise kütle spektrometrisiyle belirlenen NAD+ seviyesini sadece biraz artırdığını buldular. (Şekil 1-A'da gösterildiği gibi)
Yazar, intraperitoneal enjeksiyonla C57BL/6J erkek fareleri 340 mg/kg NMN veya NMNH ile tedavi etti ve kütle spektrometrisiyle karaciğer NAD+ konsantrasyonlarını ölçtü. Raporda, karaciğer NAD+ seviyesinin, NMNH ile tedavi edilen farelerde PBS ile tedavi edilmiş farelere göre 4 kat daha yüksek olduğu ortaya çıktı (Şekil 1-C'de gösterildiği gibi). Ayrıca, NMNH ile tedavi edilen farelerde karaciğer NAD+ seviyesi, NMN ile tedavi edilen farelere göre 1,5 kat daha yüksekti.

Şekil 1

Deney sonuçları, NMNH'nin etkili bir NAD+ güçlendirici olduğunu ve NMN'den daha güçlü bir in vivo NAD+ güçlendirici olduğunu göstermiştir.
Ancak C57BL/6J erkek farelerde 50, 100, 500 veya 1000 mg/kg NMNH ile tedavi edilirken, bir hafta boyunca her iki günde bir intraperitoneal enjeksiyon yoluyla alındı ve serum alanin aminotransferaz (ALT) ve aspartat aminotransferaz (AST) seviyelerinin yükselmediği tespit edildi (şekil 2'de gösterildiği gibi), bu da NMNH'nin yüksek dozda karaciğer toksik olmadığını gösterdi.
NMNH tedavisinin fare karaciğerinde NAD+ içeriğini doz bağımlısı olarak artırdığını ve 1000 mg/kg NMNH tedavisinin fare karaciğerinde NAD+ seviyesini yükselttiğini gösterdi.

Şekil 2

NMNH Glikolizi İnhibe Etmiş ve TCA Döngüsü

Yazar, şekil 3'te gösterildiği gibi NMNH dönüşüm rutinini NAD+'a incelemektedir.

Şekil 3

Ve deney sonuçlarına göre, NMNH ile işlenmiş HepG2 hücrelerinde NADH seviyeleri, tedavi edilmemiş ve NMN ile tedavi edilmiş hücrelere göre 2,5 kat daha yüksekti. Şekil 4 ayrıca, 340 mg/kg NMNH tedavisinin fare karaciğerinde NADH seviyesini 3 kat artırdığını, 340 mg/kg NMN tedavisinin ise NADH seviyesini 1,7 kat artırdığını ortaya koymuştur.

Şekil 4

Ancak, NMN tedavisi glikoliz ve TCA döngüsünün belirgin bir şekilde düzenlendiğini ortaya koydu. NMN, glikolizde sadece hafif bir 2PG/3PG ve PEP azalmasına neden oldu (Şekil 3E) ve hücrelerde TCA döngüsünde neredeyse hiç gözlemlenebilir bir azalma olmadı (Şekil 3F). Bu sonuçlar, NMNH'nin glikolizde ve TCA döngüsünde çok önemli baskılanmaya yol açtığını, NMN'nin de glikolizi çok daha hafif ölçüde engelleydiğini gösterdi.

Şekil 5

NMNH Bastırılmış Hücre Büyümesi

12 saat boyunca 1 mM NMNH tedavisi altında HepG2'nin farklı ekspresyonel proteinlerini (DEP) belirlemek için veriye bağlı nicel proteomik analiz yapıldı.  Ve NMNH'nin hücre büyümesi üzerindeki etkilerini daha fazla incelemek için araştırmacılar, farklı konsantrasyonlarda NMNH içeren 786-O hücrelerini tedavi etti. 786-O hücreleri, berrak hücreli böbrek hücreli karsinom hastasından türetilmiştir ve tipik bir Warburg fenotipi gösterir ve büyümeleri glikolize bağlıdır.

Şekil 6

NMNH'nin 786-O hücrelerinde 50 seviyede hücre büyümesini inhibe ettiğini ortaya koyduμM, oysa HK-2 hücrelerinde hücre büyümesini etkili bir şekilde engellemek için 250 μM NMNH gerekiyordu (şekil 6'da gösterildiği gibi), bu da normal yetişkin insan böbreğinden ölümsüzleştirilmiş proksimal tübul epitel hücre hattıydı.

Sonuç

İngenç formda NAD+ öncülleri (NMNH ve NRH), hem in vitro hem de in vivo oksitlenmiş formda karşılık gelen NAD+ öncüllerinden daha iyidir. Bu arada, NMNH'nin uzun vadeli uygulamasının fareler için güvenli olduğunu doğruladık.NMNH, hücresel NAD+ içeriğini etkili bir şekilde artırdı ve bu süreç esas olarak NMNAT'a bağlıydı. NMNH, hem vitro hem de in vivo güçlü bir NAD+ güçlendiricidir. NMNH ayrıca hücresel NADH seviyelerini önemli ölçüde artırdı, glikometabolizmayı bastırdı ve hücre büyümesini engelledi.

Kaynak: Liu, Y., Luo C., etal, Azaltılmış Nikotinamid Mononükleotid (NMNH) NAD+'yı Güçlü Şekilde Artırır ve Glikolizi, TCA Döngüsünü ve Hücre Büyümesini Bastırır, Araştırmaları Teşvik Et, 2021