广西医科大研究显示NMN可保护小鼠脑血管细胞免受氧化应激损伤

广西医科大学第一附属医院的罗佐杰医生团队在美国期刊《FEBS Open Bio》上发表的一项最新研究[3],证实了补充NMN(β-烟酰胺单核苷酸)可以保护小鼠的脑血管内皮细胞免受氧化应激的损害。实验表明,对于处于氧化应激的内皮细胞,补充NMN能够降低细胞死亡率,并改善细胞内线粒体(负责产生能量的细胞器)的功能。这些发现为预防糖尿病患者发生出血性中风提供了重要理论依据。

  广西医科大学罗佐杰医生等证明NMN可降低氧化应激导致的小鼠细胞损害,为糖尿病引起的出血性中风提供预防策略。

  最新的全国调查表明[1],中国18岁及以上人群的糖尿病患病率高达11.2%。糖尿病患者的出血性中风风险大约是非糖尿病患者的1.5倍[2]。出血性中风是严重的心脑血管疾病,具有发病率高、复发率高、致残率高、死亡率高以及经济负担重等特点。预防糖尿病引起的出血性中风具有重要意义。

  出血性中风由大脑血管破裂导致。糖尿病带来的代谢紊乱和全身炎症会引起有害氧分子的堆积(即产生氧化应激),使大脑血管的内皮细胞出现功能障碍。内皮细胞是组成血管内壁的主要成分,在血液营养运输交换和保持血管完整性方面发挥了重要作用。大脑血管内皮细胞受损则导致出血性中风的风险显著增加。

广西医科大学第一附属医院 罗佐杰医生

广西医科大学第一附属医院 罗佐杰医生

  广西医科大学第一附属医院的罗佐杰医生团队在美国期刊《FEBS Open Bio》上发表的一项最新研究[3],证实了补充NMN(β-烟酰胺单核苷酸)可以保护小鼠的脑血管内皮细胞免受氧化应激的损害。实验表明,对于处于氧化应激的内皮细胞,补充NMN能够降低细胞死亡率,并改善细胞内线粒体(负责产生能量的细胞器)的功能。这些发现为预防糖尿病患者发生出血性中风提供了重要理论依据。

(Deng, et al. 2020 | FEBS Open Bio)NMN治疗保护大脑血管内皮细胞免受氧化应激带来的损害。(A)展示的是H2O2(氧化应激诱导剂)处理12、24和48小时后的细胞存活率。H2O2浓度越高,细胞存活率越低。(B)显示NMN可逆转氧化应激导致的细胞损害。当NMN浓度在300 ~ 500µM时,细胞的存活率可达到最高。

  NMN能提高氧化应激后的脑血管细胞的存活率

  在罗佐杰医生的实验中,研究人员用过氧化氢(H2O2)处理小鼠大脑血管内皮细胞,诱导其产生氧化应激。结果显示,用H2O2处理12小时、24小时和48小时后,内皮细胞存活率逐渐降低,表明其受到了氧化应激损害。而在H2O2处理的同时补充NMN则可以显著提高细胞的存活率,并且数据显示NMN浓度在300~500 µM范围内时,可以让细胞存活率达到最高。这些结果表明NMN可以保护脑血管内皮细胞免受氧化应激损害,提高细胞活性。

(Deng, et al. 2020 | FEBS Open Bio)NMN可防止氧化应激引起的线粒体损害。红荧光与绿荧光的比例表示离子穿过线粒体膜的能力(线粒体膜的渗透性)。比例越高表示线粒体膜的结构完整性更高。这个实验表明,NMN可以让细胞在H2O2(可引发氧化应激)环境中保持线粒体膜的结构完整性。

  (Deng, et al. 2020 | FEBS Open Bio)NMN治疗保护大脑血管内皮细胞免受氧化应激带来的损害。(A)展示的是H2O2(氧化应激诱导剂)处理12、24和48小时后的细胞存活率。H2O2浓度越高,细胞存活率越低。(B)显示NMN可逆转氧化应激导致的细胞损害。当NMN浓度在300 ~ 500µM时,细胞的存活率可达到最高。

  NMN 保护线粒体健康

  线粒体是细胞内负责产生能量的细胞器,对于保证细胞正常发挥功能具有重要作用。为了弄清楚NMN提高细胞存活率是否与线粒体有关,研究人员检查了线粒体的结构完整性。结果发现,在经过H2O2处理后,线粒体膜的结构完整性降低;而在H2O2处理的同时加入NMN则可以保证线粒体膜的完整性,从而保护线粒体健康。这些结果表明,NMN通过保护线粒体的完整性和健康性,提高了氧化应激状态下的细胞存活率。

(Deng, et al. 2020 | FEBS Open Bio)NMN治疗可以逆转小鼠内皮细胞氧化应激导致的NAMPT和NF-κB变化。图中显示H2O2引起的氧化应激导致 NAMPT 水平降低(左图)和NF-κB水平升高(右图),而 NMN 逆转了这些影响。

  (Deng, et al. 2020 | FEBS Open Bio)NMN可防止氧化应激引起的线粒体损害。红荧光与绿荧光的比例表示离子穿过线粒体膜的能力(线粒体膜的渗透性)。比例越高表示线粒体膜的结构完整性更高。这个实验表明,NMN可以让细胞在H2O2(可引发氧化应激)环境中保持线粒体膜的结构完整性。

  NMN促进细胞健康的原理

  为了探索NMN保护细胞免受氧化应激损害的具体机制,研究人员检测了细胞内NF-ĸB和NAMPT这两种蛋白的水平。NF-ĸB的主要作用是协调细胞免疫功能和对氧化应激的反应;NAMPT是烟酰胺转化合成NMN的催化剂,还可以减少有害氧分子积累和延缓细胞衰老。研究人员发现,NMN降低了NF-ĸB水平,增加了氧化应激细胞的NAMPT水平。这表明NMN通过减轻炎症反应来促进细胞健康。

图5: 广西医科大研究显示NMN可保护小鼠脑血管细胞免受氧化应激损伤

  (Deng, et al. 2020 | FEBS Open Bio)NMN治疗可以逆转小鼠内皮细胞氧化应激导致的NAMPT和NF-κB变化。图中显示H2O2引起的氧化应激导致 NAMPT 水平降低(左图)和NF-κB水平升高(右图),而 NMN 逆转了这些影响。

  综合来看,罗佐杰医生等人的研究结果表明,NMN能够调节细胞内NAMPT和NF-ĸB水平,保护线粒体结构完整性,从而保护小鼠大脑血管内皮细胞免受氧化应激损害。NMN的这一功能为预防糖尿病等代谢紊乱引起的脑血管并发症提供了理论依据。

  参考文献

  1.Li Y, Teng D, Shi X, et al. Prevalence of diabetes recorded in mainland China using 2018 diagnostic criteria from the American Diabetes Association: national cross sectional study. BMJ. 2020: 369. doi: https://doi.org/10.1136/bmj.m997 (Published 28 April 2020)

  2.Umemura T, Kawamura T and Hotta N. Pathogenesis and neuroimaging of cerebral large and small vessel disease in type 2 diabetes: a possible link between cerebral and retinal microvascular abnormalities. J Diabet Investigat. 2019, 8, 134–148.

  3.Deng X, Liang X, Yang H, et al. Nicotinamide mononucleotide (NMN) protects bEnd.3 cells against H2O2‐induced damage via NAMPT and the NF‐κB p65 signalling pathway. FEBS Open Bio. 2020. Accepted Author Manuscript. DOI: 10.1002/2211-5463.13067

  文章来源:https://www.nmn.cn/news/ev10n