研究表明:NMN 支持线粒体复制

  就像我们细胞核中的基因组一样,这些产生能量的结构也有自己的一套 DNA,这是线粒体功能的替代指标,并且与几种与衰老相关的疾病有关。

  日本研究人员研究了烟酰胺单核苷酸(NMN) 对人类线粒体的作用。

研究表明:NMN 支持线粒体复制插图NMN

  用 NMN提高烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+) 水平可能有助于通过增加线粒体代谢来阻止衰老。

  我们的细胞包含不止一组 DNA:一个在我们的细胞核中编码大多数细胞过程,另一个在细胞的能量产生结构中,称为线粒体。就像每个细胞核中的 DNA 一样,线粒体 DNA (mtDNA) 的复制和完整性对​​于细胞的功能和繁荣以及我们实现健康长寿至关重要。但在衰老和长寿的背景下,我们还有很多需要了解 mtDNA 与线粒体功能之间的联系。这样做可以使我们能够增强这一关键细胞结构的活性及其独立遗传硬盘的完整性,从而改善健康寿命和寿命。

  日本九州大学的 Kang 及其同事在《生物化学杂志》上报道说,烟酰胺单核苷酸 (NMN) 可增强 mtDNA 复制。代表日本生化学会撰写文章的研究人员发现,用 NMN 治疗人肾细胞可通过增加线粒体中 DNA (核苷酸)构建块的数量同时减少其降解产物(核苷)来激活并提高 mtDNA 复制率。 )。这些发现表明了 NMN 如何有益于线粒体、新陈代谢以及最终促进衰老的机制。

  NAD+ 在 mtDNA 复制中的作用

  与许多核编码蛋白质合作,mtDNA 基因包含对基本细胞过程(例如产生能量)组件的指令。线粒体 DNA 拷贝数是衡量每个细胞中线粒体基因组数量的指标,是线粒体功能的微创指标,与多种衰老相关疾病和全因死亡率有关。然而,对于线粒体内的新陈代谢如何影响线粒体DNA的维持和复制,我们仍然知之甚少,更不用说这些过程如何成为衰老和长寿的基础。

  为了解决这个问题,Kang 及其同事创建了一种测量线粒体内代谢的新方法,以了解线粒体代谢如何调节 mtDNA 复制。通过这种他们称之为 SLO 的方法,日本研究小组对一种称为“闪烁”的酶的水平进行了基因操作,这种酶是 mtDNA 复制机制的一个组成部分,可以增加线粒体的数量。

  通过闪烁操作增加 mtDNA 拷贝数,Kang 及其同事发现,NMN产品与新陈代谢相关的几个成分发生了变化,包括核苷酸和 NAD+ 的增加——这是一种重要分子,是无数细胞过程(包括线粒体能量产生)的重要因素。Kang 及其同事推测,这些结果表明核苷酸和 NAD+ 的增加可能是由于对 mtDNA 复制所需成分的需求增加所致。

  (Kang 等人,2021 |生物化学杂志)线粒体 DNA 复制会改变核苷酸和 NAD+ 的水平。该图显示了在通过称为 Twinkle 的基因控制线粒体 DNA (mtDNA) 复制的激活过程中代谢物水平如何变化。这些结果中一些值得注意的核苷酸代谢物与腺苷(AMP,ADP)和尿苷(UTP,UDP)以及磷酸核糖基二磷酸(PRPP)有关,这对于核苷酸的产生至关重要。红色,大的显着变化;蓝色,小而显着的变化;绿色,微不足道的变化;黑色,没有变化。

  NAD+

  NMN 调节线粒体复制

  Kang 及其同事随后检查了 mtDNA 复制与 NAD+ 之间关系的性质。为了证明 NAD+ 对 mtDNA 有因果影响,而不仅仅是相关性,研究人员连续三天用 NMN(NAD+ 的前体)处理人肾细胞,然后量化 mtDNA 的量。在 NMN 处理的细胞中,mtDNA 的数量增加到与通过控制执行 mtDNA 复制过程的“闪烁”蛋白激活 mtDNA 复制的条件相当的水平。在确定 NMN 给药可以增加 mtDNA 的数量后,Kang 及其同事发现 NMN 也增加了 mtDNA 的复制率。结合 NMN 管理和闪烁激活增强了对 mtDNA 复制和拷贝数的有益影响。

  (Kang et al., 2021 | Journal of Biochemistry ) NMN 增强 mtDNA 复制。Kang 及其同事比较了线粒体 DNA 的数量(mtDNA 拷贝数)在 mtDNA 复制蛋白闪烁被激活 (DOX)、NMN 给药以及这两者结合的条件下。这些结果表明,相对于未处理的细胞,所有条件都显示 mtDNA 数量增加。闪烁激活与 NMN 的作用具有综合作用。

  NAD+前体

  Kang 及其同事通过讨论这些数据如何表明 NMN 和 mtDNA 复制通过调节核苷酸池合成在功能上相关联来结束这篇文章。他们表示他们正在进一步调查这个问题以澄清潜在的机制。