NMN 改善由疤痕引起的小鼠心脏功能障碍

NMN 是对能量产生和维持代谢功能至关重要的基本分子的前体,称为烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 (NAD+)。NAD+ 在为多种代谢反应转移电子方面发挥着关键作用,称为 sirtuins 的蛋白质依赖于它来维持 DNA 完整性和新陈代谢的能力

烟酰胺单核苷酸 (NMN) 可减少心脏瘢痕,以恢复小鼠抽血器官的大小和厚度

  强调

  ·   NMN 减轻化学诱导的疤痕组织堆积中的心肌增大和组织紊乱。

  ·   用 NMN 提高 NAD+ 可激活细胞健康维持蛋白,从而抑制促进纤维化和功能障碍的基因。

  心脏瘢痕组织积聚(心脏纤维化)通过增加心腔的硬度和降低血液泵送能力是导致心力衰竭的重要因素。寻找抑制这一过程的方法可以改善心脏功能。研究发现,使用烟酰胺单核苷酸 (NMN) 进行治疗,这是所有细胞中必需的生物能量分子的前体,可以减轻肾脏和肝脏中的瘢痕组织积聚。然而,这是否适用于人类心脏仍有待研究。

  中国中南大学的 Liu 及其同事在生命科学杂志上发表的一项研究表明,每 3 天给小鼠注射 500 mg/kg NMN 可改善化学诱导心脏纤维化小鼠的心脏功能障碍、减少瘢痕组织积聚和心脏器官增大. 位于中国的研究小组还发现了 NMN 如何在心脏纤维化中发挥这些作用的通路相关细节。该研究的结果表明,NMN 有助于减缓心脏纤维化的进展,从而预防心脏病的发作,并为开发其他治疗纤维化导致的心脏功能障碍的疗法提供途径洞察力。

  NMN 可以治愈心脏疤痕吗?

  NMN 是对能量产生和维持代谢功能至关重要的基本分子的前体,称为烟酰胺腺嘌呤二核苷(NAD+)。NAD+ 在为多种代谢反应转移电子方面发挥着关键作用,称为 sirtuins 的蛋白质依赖于它来维持 DNA 完整性和新陈代谢的能力。NAD+ 水平随着细胞年龄的增长而下降,研究已将这些 NAD+ 的降低与与年龄相关的疾病(如心力衰竭)联系起来。弄清楚用 NMN 提高 NAD+ 是否有助于心脏纤维化引起的心脏功能障碍,将有助于研究人员了解该分子是否可以减缓哺乳动物(可能包括人类)的心脏病进展。

  改善伤痕累累的心脏功能障碍

  为了解决这个问题,Liu 及其同事测试了 NMN 对暴露于一种称为异丙肾上腺素的化学物质的小鼠心脏的影响,这种化学物质会产生疤痕。为了了解心脏的工作情况,他们测量了暴露于这些疤痕化学物质的小鼠的血液泵送能力和组织厚度。他们发现,这种疤痕会在泵血过程中导致心腔扩张,这表明组织缺乏弹性。刘和同事还发现这些心脏的心脏更大(肥大),这表明心肌因疤痕组织的积聚而增厚。但是,当他们用 NMN 治疗这些小鼠时,研究人员发现心脏大小减小,心脏厚度部分恢复。

   NMN 可缓解由疤痕引起的心脏功能障碍。左上图显示化学诱导的心脏纤维化 (ISO) 在泵血收缩期间驱动心腔扩张,但 NMN 减轻了这种影响 (ISO+NMN)。同样的扩张效应发生在血液填充心腔的过程中,NMN 改善了这种扩张,如右上图所示。左下图显示了心肌增厚(肥大)的测量值,并且它在心腔血液填充期间增加,NMN 部分恢复。如右下图所示,NMN 可在诱发心脏纤维化的血液泵送过程中降低心腔壁厚度。

  减轻心脏组织疤痕

  Liu 及其同事随后通过测试 NMN 是否能减缓心脏纤维化进展以预防心脏功能障碍,从而更深入地了解 NMN 对心脏瘢痕形成的保护作用。当研究人员对心脏组织进行显微镜观察时,他们发现心脏疤痕化学物质导致心肌组织变得紊乱并充满结缔组织,这是组织疤痕的标志。但事实证明,NMN 可以防止这种损伤,因为 NMN 治疗减轻了紊乱的肌肉组织成分和结缔组织的堆积。这些发现表明,NMN 通过改善组织组织和减少结缔组织积聚来改善受疤痕影响的心脏功能。

NMN

  NMN 减轻小鼠心脏组织瘢痕和厚度的累积. 第一行图像 (H&E) 检查了心肌纤维的组织,以粉红色显示。图像显示化学诱导纤维化 (ISO) 的心肌肌纤维紊乱,表明组织增大和瘢痕形成,可通过 NMN 治疗 (ISO+NMN) 改善。图像的底行(Masson)描绘了肌肉纤维(红色)和结缔组织(蓝色)。这些图像显示化学诱导的心脏纤维化 (ISO) 显着增加了心肌中结缔组织的百分比,表明瘢痕形成,这可以通过 NMN (ISO+NMN) 缓解。该图说明应用异丙肾上腺素 (ISO) 显着增加了组织疤痕,而 NMN 治疗 (ISO+NMN) 减少了这种效果。

  抑制促进疤痕形成的途径

  为了深入了解 NMN 如何产生这些影响,Liu 及其同事分析了已知与 NMN 相关的细胞通路。因此,他们测量了 SIRT1 在称为心脏成纤维细胞的心脏细胞中的功能,SIRT1 是长寿相关的沉默调节蛋白家族的成员,该家族依赖于 NAD+ 发挥作用。他们的研究结果表明,NMN 提高了 NAD+ 水平以改善 SIRT1 的功能,并且在这样做的过程中,SIRT1 从一种名为 Smad3 的蛋白质中去除了分子标签。从 Smad3 中去除分子标签会抑制其激活诱导纤维化基因的功能。“这项研究更深入地了解了 NAD+/SIRT1 轴对 [异丙肾上腺素] 诱导的心脏纤维化中 Smad3 去乙酰化的调节作用,”Liu 及其同事说。

  ​NMN 可防止诱导导致小鼠心脏瘢痕形成的基因。该示意图显示了 NMN 如何通过促进 SIRT1 驱动的从蛋白质 Smad3 中去除分子标签来防止化学诱导的心脏瘢痕形成。在这个模型中,用于诱导纤维化的化学物质异丙肾上腺素降低了 NAD+ 水平。NMN 提高 NAD+ 水平以驱动 SIRT1 去除(去乙酰化) Smad3 的分子标签,从而减少促进心脏纤维化和功能障碍的基因的激活。

  这些发现可以转化为未来的心脏疤痕疗法吗?

  研究表明,NMN 治疗通过恢复 NAD+ 水平和 SIRT1 功能来减少心脏瘢痕形成,最终抑制纤维化诱导蛋白 Smad3。揭示该途径的作用可能有助于开发针对 Smad3 等诱导心脏瘢痕形成的蛋白质的治疗选择。此外,确定NMN是否可以减缓人类心脏纤维化进展以延缓心力衰竭将需要未来的临床试验。文章摘自网络如有侵权请联系NMN百科删除