NMNH verstärkt NAD+ stark und unterdrückt die Glykolyse, den TCA-Zyklus und das Zellwachstum

NAD+ ist essentiell für biologische Prozesse wie Stoffwechsel und DNA-Reparatur, und sein Rückgang wird mit altersbedingten Krankheiten in Verbindung gebracht. Es hat sich gezeigt, dass die Supplementierung mit NAD+-Vorläufern wie Nicotinamid-Ribosid (NR) und Nicotinamid-Mononukleotid (NMN) den zellulären NAD+-Spiegel erhöht und gesundheitliche Vorteile bringt. Neuere Studien deuten darauf hin, dass die reduzierte Form von NR, NRH, ein besserer NAD+-Booster als NR oder NMN ist und die Resistenz gegen den durch Genotoxine verursachten Zelltod erhöhen kann. Darüber hinaus ist NRH oral verfügbar und verhindert nachweislich akute Nierenschäden bei Mäusen. So untersuchten die Forscher, ob die reduzierte Form von NMN (NMNH) den zellulären NAD+-Spiegel erhöhen und biologische Prozesse regulieren kann.

NMNH erhöhte den zellulären NAD+-Spiegel sowohl in vitro als auch in vivo

Die Forscher führten eine NMNH-Behandlung (100 μM) durch und fanden heraus, dass der Gehalt an zellulärem NAD+ in HepG2-Zellen um das 5-fache erhöht wurde, während 100 μM NMN den NAD+-Spiegel nur geringfügig erhöhten, wie durch Massenspektrometrie bestimmt. (Wie in Abbildung 1-A dargestellt)
Der Autor behandelte männliche C57BL/6J-Mäuse mit 340 mg/kg NMN oder NMNH mittels intraperitonealer Injektion und maß die NAD+-Konzentrationen in der Leber mittels Massenspektrometrie. Es zeigte sich, dass der NAD+-Spiegel in der Leber bei NMNH-behandelten Mäusen 4-fach höher war als bei PBS-behandelten Mäusen (wie in Abbildung 1-C gezeigt). Darüber hinaus war der NAD+-Spiegel in der Leber bei NMNH-behandelten Mäusen 1,5-fach höher als bei NMN-behandelten Mäusen.

Abbildung 1

Die Versuchsergebnisse zeigten, dass NMNH ein effizienter NAD+-Verstärker ist und ein wirksamerer In-vivo-NAD+-Verstärker als NMN.
Aber während sie C57BL / 6J männliche Mäuse mit 50, 100, 500 oder 1000 mg / kg NMNH durch intraperitoneale Injektion jeden zweiten Tag für eine Woche behandelten und feststellten, dass die Serumspiegel von Alanin-Aminotransferase (ALT) und Aspartat-Aminotransferase (AST) nicht erhöht waren (wie in Abbildung 2 gezeigt), was darauf hindeutete, dass NMNH bei hoher Dosierung nicht lebertoxisch war.
Es zeigte sich, dass die NMNH-Behandlung den NAD+-Gehalt der Mausleber dosisabhängig erhöhte und eine 1000 mg/kg NMNH-Behandlung den NAD+-Spiegel in der Leber der Maus erhöhte.

Abbildung 2

NMNH hemmte die Glykolyse und den TCA-Zyklus

Der Autor untersucht die NMNH-Transformationsroutine in NAD+, wie in Abbildung 3 dargestellt.

Abbildung 3

Und in Bezug auf das Versuchsergebnis waren die NADH-Spiegel in NMNH-behandelten HepG2-Zellen 2,5-fach höher als in unbehandelten und NMN-behandelten Zellen. Abbildung 4 zeigte auch, dass eine Behandlung mit 340 mg/kg NMNH den NADH-Spiegel in der Leber der Maus um das 3-fache erhöhte, während eine Behandlung mit 340 mg/kg NMN den NADH-Spiegel um das 1,7-fache erhöhte.

Abbildung 4

Die NMN-Behandlung zeigte jedoch eine deutliche Regulation der Glykolyse und des TCA-Zyklus. NMN induzierte nur eine leichte Abnahme von 2PG/3PG und PEP in der Glykolyse (Abbildung 3E) und fast keine beobachtbare Reduktion des TCA-Zyklus in den Zellen (Abbildung 3F). Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass NMNH eine sehr signifikante Unterdrückung der Glykolyse und des TCA-Zyklus verursacht, während NMN auch die Glykolyse behindert, jedoch in einem viel geringeren Ausmaß.

Abbildung 5

NMNH unterdrückt das Zellwachstum

Eine datenabhängige quantitative Proteomanalyse wurde durchgeführt, um differentiell exprimierte Proteine (DEPs) von HepG2 unter 1 mM NMNH-Behandlung für 12 h zu identifizieren.  Um die Auswirkungen von NMNH auf das Zellwachstum weiter zu untersuchen, behandelten die Forscher 786-O-Zellen mit unterschiedlichen NMNH-Konzentrationen. 786-O-Zellen, die von einem klarzelligen Nierenzellkarzinom-Patienten stammen, weisen einen typischen Warburg-Phänotyp auf und ihr Wachstum ist abhängig von der Glykolyse.

Abbildung 6

Es zeigte sich, dass NMNH das Zellwachstum in 786-O-Zellen bei 50μM, während 250 μM NMNH benötigt wurden, um das Zellwachstum in HK-2-Zellen effektiv zu hemmen (wie in Abbildung 6 gezeigt), einer immortalisierten proximalen Tubulus-Epithelzelllinie aus einer normalen erwachsenen menschlichen Niere.

Schlussfolgerung

NAD+-Vorstufen in reduzierter Form (NMNH und NRH) sind sowohl in vitro als auch in vivo bessere NAD+-Enhancer als die entsprechenden in oxidierter Form. In der Zwischenzeit haben wir bestätigt, dass die langfristige Verabreichung von NMNH für Mäuse sicher ist.NMNH erhöhte effektiv den zellulären NAD+-Gehalt, und dieser Prozess war hauptsächlich von NMNAT abhängig. NMNH ist ein potenter NAD+-Enhancer in vitro und in vivo. NMNH erhöhte auch signifikant den zellulären NADH-Spiegel, unterdrückte den Glykostoffwechsel und hemmte das Zellwachstum.

Referenz: Liu, Y., Luo C., etal, Reduziertes Nicotinamidmononukleotid (NMNH) Potent verbessert NAD+ und unterdrückt die Glykolyse, den TCA-Zyklus und das Zellwachstum, Forschung fördern, 2021