NAD+对小鼠视力至关重要,NAD+水平的下降会导致眼睛快速神经退行性变和视力丧失

NAD+百科了解到NAD+水平的下降会导致眼睛快速神经退行性变和视力丧失,但科学家发现补充这种分子可以防止不良反应并恢复视力。(结果来自注射NMN四周的小鼠)

NAD+百科了解到NAD+水平的下降会导致眼睛快速神经退行性变和视力丧失,但科学家发现补充这种分子可以防止不良反应并恢复视力。(结果来自注射NMN四周的小鼠)

你的眼睛是一台精密的机器,它可以让你欣赏风景并发现来自世界的危险。在健康个体中,光线进入瞳孔并落在我们眼睛后部的视网膜上,形成图像。

视网膜由两种感光细胞组成:视杆细胞和视锥细胞。视杆在弱光下调节视力,对运动敏感,使我们能够“夜视”。在充足的光线下,视锥细胞使我们能够详细地看到世界并赋予我们“色觉”。这两个感光器一起帮助我们在世界中航行,没有它们,我们的世界就会变得黑暗。

光感受器是终末分化和非增殖性的,它们的死亡导致失明,这是许多致盲疾病共有的最终结果。圣路易斯华盛顿大学医学院的科学家们发现了一种对小鼠视力至关重要的分子——烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+),补充它可以防止光感受器退化并恢复视力。

NAD

来自Namptrod/rod小鼠的代表性眼底图像显示视网膜退化的严重迹象,包括血管衰减和视神经萎缩。
“一旦成功实施,这种治疗策略将影响深远,”该研究的作者写道。“因为它可以用于具有不同致病机制的多种疾病,不仅包括遗传形式的视网膜变性,还包括其他以光感受器死亡的最终途径为特征的致盲疾病,例如 [年龄相关性黄斑变性] 和糖尿病视网膜病变。”

当我们睁开眼睛的那一刻,视网膜就开始处理信息。该组织是体内能量需求最高的组织之一,严重依赖线粒体的功能,其中NAD+在细胞器中发挥关键作用以产生能量。

当研究人员破坏小鼠视杆细胞中NAD+的生物合成途径时,他们发现与正常动物相比,NAD+水平降低了43%。他们还发现NAD+缺陷的杆状细胞中的线粒体存在缺陷。有缺陷的线粒体不再看起来像内膜形成褶皱的果冻豆,而是失去了褶皱,看起来又圆又窄。

来自4周大的Nampt -rod/-rod小鼠的视网膜的代表性电子显微镜图像显示,与来自Nampt F/F小鼠的线粒体相比,线粒体是圆形的、杂乱无章的,并且嵴(内膜褶皱)缺失。
NAD+生物合成受阻还会导致视网膜退化的严重迹象,包括血管衰减和视神经萎缩——眼睛中的血管变窄,神经细胞受损。除了快速的神经退行性变外,NAD+ 缺乏的小鼠视力不如正常小鼠。

然而,用烟酰胺单核苷酸(NMN)恢复 NAD+,NAD+水平的助推器可以防止光感受器退化并恢复小鼠的视力。该团队给NAD+生物合成受损的小鼠注射了NMN 4周,发现与未接受治疗的小鼠相比,其视网膜功能显着恢复。NMN治疗通过防止视网膜组织的损失挽救了视网膜变性。

视网膜NAD+水平的降低是视网膜退行性疾病的共同特征,例如光致变性、衰老和糖尿病性视网膜病变,这是一种由视网膜血管损伤引起的糖尿病并发症。研究人员在将动物暴露于诱导视网膜变性的光之前和之后给健康小鼠注射NMN。与未接受治疗的小鼠相比,接受治疗的小鼠更能抵抗光照并保留视网膜功能。

“这些发现表明,与视网膜疾病相关的NAD+缺乏症确实可以通过NMN等NAD+中间体来挽救,”作者写道。“进一步支持使用NAD+中间体治疗视网膜退行性疾病的可能性。”

尽管基因型和表型多样性,致盲疾病通常具有光感受器死亡的共同终点。发现从烟酰胺开始的主要哺乳动物NAD+生物合成途径对视力至关重要,并且视网膜NAD+缺乏是视网膜退化之前视网膜功能障碍的早期特征。
尽管需要进一步的研究来探索代谢途径之间的精确联系并将研究结果扩展到人类,但研究人员指出,NMN干预可能会扩展到治疗致盲疾病之外。

“鉴于NAD+生物合成和神经元线粒体功能障碍的全球重要性,我们的研究结果也可能与其他系统性神经退行性疾病广泛相关,例如阿尔茨海默病,其中NAD+中间补充可能具有神经保护作用,”作者写道。