NMNH tăng cường mạnh mẽ NAD+ và ức chế quá trình phân giải, chu trình TCA và sự phát triển tế bào

NAD+ rất cần thiết cho các quá trình sinh học như chuyển hóa và sửa chữa DNA, và sự suy giảm của nó liên quan đến các bệnh liên quan đến tuổi tác. Việc bổ sung các tiền chất NAD+, như nicotinamide riboside (NR) và nicotinamide mononucleotide (NMN), đã được chứng minh làm tăng mức NAD+ trong tế bào và mang lại lợi ích sức khỏe. Các nghiên cứu gần đây cho thấy dạng NR giảm, NRH, là chất tăng cường NAD+ tốt hơn NR hoặc NMN, và có thể tăng khả năng kháng chết tế bào do gennotoxin gây ra. Ngoài ra, NRH có thể uống và đã được chứng minh giúp ngăn ngừa tổn thương thận cấp tính ở chuột. Vì vậy, các nhà nghiên cứu đã khám phá liệu dạng giảm của NMN(NMNH) có thể làm tăng mức NAD+ tế bào và điều hòa các quá trình sinh học hay không.

NMNH Tăng Mức NAD+ Tế Bào Cả In Vitro và In Vivo

Các nhà nghiên cứu đã tiến hành điều trị NMNH (100 μM) và phát hiện rằng mức NAD+ tế bào tăng gấp 5 lần ở tế bào HepG2, trong khi 100 μM NMN chỉ làm tăng nhẹ mức NAD+, được xác định bằng khối phổ. (Như thể hiện trên hình 1-A)
Tác giả đã điều trị chuột đực C57BL/6J bằng 340 mg/kg NMN hoặc NMNH qua tiêm vào phúc mạc và đo nồng độ NAD+ gan bằng phương pháp khối phổ. Báo cáo cho thấy mức NAD+ trong gan cao gấp 4 lần ở chuột được điều trị bằng NMNH so với chuột được điều trị bằng PBS (Như thể hiện ở hình 1-C). Ngoài ra, mức NAD+ gan ở chuột được điều trị bằng NMNH cao gấp 1,5 lần so với chuột được điều trị bằng NMN.

Hình 1

Kết quả thí nghiệm cho thấy NMNH là chất tăng cường NAD+ hiệu quả, và mạnh hơn trong cơ thể so với NMN.
Tuy nhiên, khi điều trị cho chuột đực C57BL/6J với 50, 100, 500 hoặc 1000 mg/kg NMNH qua tiêm vào phúc mạc cách ngày trong một tuần và phát hiện rằng nồng độ alanine aminotransferase (ALT) và aspartate aminotransferase (AST) trong huyết thanh không tăng (Như thể hiện ở hình 2), điều này cho thấy NMNH không độc gan ở liều cao.
Kết quả cho thấy liệu pháp NMNH làm tăng hàm lượng NAD+ gan chuột tùy theo liều lượng, và điều trị NMNH 1000 mg/kg làm tăng mức NAD+ gan chuột.

Hình 2

NMNH ức chế glycolysis và chu trình TCA

Tác giả khám phá thủ tục biến đổi NMNH sang NAD+ như thể hiện ở hình 3.

Hình 3

Về kết quả thí nghiệm, mức NADH cao gấp 2,5 lần ở tế bào HepG2 được điều trị bằng NMNH so với tế bào chưa điều trị và được điều trị bằng NMN. Hình 4 cũng cho thấy liệu pháp NMNH 340 mg/kg làm tăng mức NADH lên gấp 3 lần ở gan chuột, trong khi điều trị NMN 340 mg/kg làm tăng mức NADH lên 1,7 lần.

Hình 4

Tuy nhiên, điều trị bằng NMN cho thấy sự điều hòa khác biệt giữa glycolysis và chu trình TCA. NMN chỉ gây giảm nhẹ 2PG/3PG và PEP trong quá trình phân giải đường (Hình 3E) và gần như không có sự giảm chu kỳ TCA trong tế bào (Hình 3F). Những kết quả này cho thấy NMNH gây ức chế rất đáng kể quá trình đường phân và chu trình TCA, trong khi NMN cũng cản trở quá trình phân giải nhưng ở mức độ nhẹ hơn nhiều.

Hình 5

NMNH Tăng trưởng Tế bào Bị ức chế

Phân tích proteomic định lượng dựa trên dữ liệu đã được thực hiện để xác định các protein biểu hiện khác biệt (DEPs) của HepG2 dưới phương pháp điều trị NMNH 1 mM trong 12 giờ.  Và để xem xét sâu hơn tác động của NMNH đối với sự phát triển tế bào, các nhà nghiên cứu đã điều trị tế bào 786-O với nồng độ NMNH khác nhau. Các tế bào 786-O, được tạo ra từ bệnh nhân ung thư biểu mô tế bào thận trong suốt, có kiểu hình điển hình của Warburg và sự phát triển của chúng phụ thuộc vào quá trình phân giải.

Hình 6

Kết quả cho thấy NMNH ức chế sự phát triển tế bào ở 786-O ở tuổi 50μM, trong khi 250 μM NMNH cần thiết để ức chế hiệu quả sự phát triển tế bào ở tế bào HK-2 (như thể hiện trong hình 6), đây là dòng tế bào biểu mô ống gần bất tử từ thận người trưởng thành bình thường.

Kết luận

Tiền chất NAD+ ở dạng khử (NMNH và NRH) là chất tăng cường NAD+ tốt hơn so với các tiền chất tương ứng ở dạng oxy hóa cả trong ống nghiệm và trong cơ thể sống. Trong khi đó, chúng tôi xác nhận rằng việc sử dụng NMNH lâu dài là an toàn cho chuột.NMNH thực sự làm tăng hàm lượng NAD+ tế bào và quá trình này chủ yếu phụ thuộc vào NMNAT. NMNH là chất tăng cường NAD+ mạnh cả in vitro và in vivo. NMNH cũng làm tăng đáng kể mức NADH trong tế bào, ức chế chuyển hóa đường huyết và ức chế sự phát triển của tế bào.

Tham khảo: Liu, Y., Luo C., etal, Reduced Nicotinamide Mononucleotide (NMNH) Tăng cường mạnh mẽ NAD+ và ức chế quá trình phân giải, chu trình TCA và tăng trưởng tế bào, Promote research, 2021