研究表明 NAD+ 补充剂可保护视网膜脱离后的眼细胞

烟酰胺单核苷酸 (NMN) 通过提高细胞促进健康和抗氧化酶的水平来提高感光细胞的存活率。

研究表明 NAD+ 补充剂可保护视网膜脱离后的眼细胞插图NMN

  与年龄相关的眼部疾病,例如与年龄相关的黄斑变性、糖尿病性视网膜病变和视网膜脱离,通常会导致严重的视力障碍和不可逆的视力丧失。这些疾病都以退化的光感受器为特征,眼睛中的光响应细胞,与滋养称为视网膜色素上皮的视觉细胞的细胞层分离。这种分离会导致细胞死亡、来自有害含氧分子的细胞应激(氧化应激)和炎症。然而,目前没有任何药物方法可以治疗这种光感受器退化。

  最近,哈佛医学院的 Vavvas 及其同事在Aging上发表的研究表明,烟酰胺单核苷酸 (NMN)给药可在视网膜脱离和氧化应激损伤后保护光感受器。该研究表明,NMN 的保护作用源于减少细胞死亡、抑制眼部炎症和增加抗氧化剂水平,以对抗小鼠眼部的氧化应激。进一步的结果表明,一种酶——SIRT1——的活性增加了这些保护作用。研究人员在他们的文章中说:“综上所述,我们的结果表明 NMN 在临床环境中治疗光感受器退化方面具有潜在的治疗价值。”

  功能细胞的关键分子 NAD+ 可能在眼部疾病中发挥重要作用

  称为烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 (NAD+) 的细胞能量产生、DNA 完整性维持和细胞增殖的关键分子可能在眼部疾病中发挥重要作用。几项研究指出了与其产生相关的酶及其在眼病机制中的细胞浓度。例如,研究人员在眼病 Leber 先天性黑蒙中发现了一种对细胞中产生 NAD+ 至关重要的酶 NMNAT1 的突变。此外,恢复 NAD+ 似乎可以保护啮齿动物的光感受器免受光诱导的视网膜损伤。

  NMN 保护感光细胞免于死亡

  Vavvas 及其同事想要研究用 NAD+前体 NMN 提高 NAD+ 水平是否有潜力在视网膜脱离后保护感光器。尽管该研究没有发现 NAD+ 水平在视网膜脱离后显着下降,但结果表明 NMN 使 NAD+ 水平高于典型浓度。

  科学家们使用一种称为 TUNEL+ 染色的方法来观察小鼠眼睛视网膜脱离后的细胞死亡情况。使用这种技术,他们发现补充 NMN 可减少视网膜脱离后早期的感光细胞死亡。当他们给小鼠注射 250 mg/kg 和 500 mg/kg NMN 时,研究人员观察到视网膜脱离后 24 小时感光细胞死亡分别减少了 52.7% 和 71.0%。

研究表明 NAD+ 补充剂可保护视网膜脱离后的眼细胞插图1NMN

   给小鼠注射 NMN 可显着减少视网膜脱离后的感光细胞死亡。该图显示了 NMN 治疗对视网膜脱离后感光细胞死亡的影响。为此,研究人员将附着的视网膜 (Att) 中的感光细胞死亡量与未经处理的脱离的视网膜 (Vehicle) 并在两种不同浓度的 NMN (250 mg/kg 和 500 mg/kg) 下进行处理的情况进行了比较。他们通过计数在图像(上图)中对细胞死亡标记(绿色,TUNEL)染色呈阳性的细胞,检查了在这些不同条件下死亡的感光细胞的数量。左下图显示了 250 mg/kg 和 500 mg/kg 每日剂量的 NMN 在 24 小时内死亡感光细胞的减少。右下图显示在 NMN 治疗三天后,死细胞数量甚至更低。

  科学家发现 NMN 补充剂可提高抗氧化水平

  氧化应激促进了导致感光细胞死亡的细胞条件,研究人员发现 NMN 使氧化应激正常化,同时增加抗氧化剂 HO-1 的水平。在脱离的视网膜中,研究人员发现,称为蛋白质羰基的蛋白质成分显着升高,这表明存在氧化应激。然而,NMN 治疗消除了这种影响。此外,他们观察到 NMN 给药后脱离视网膜中 HO-1 表达增加。这些结果表明,NMN 可以抵消过度的氧化应激,这可能是由于 HO-1 的上调。

研究表明 NAD+ 补充剂可保护视网膜脱离后的眼细胞插图2NMN

  NMN 给药可减少氧化应激并保护视网膜脱离后的感光细胞。该图说明视网膜脱离增加了氧化应激的指标——三天后的蛋白质羰基含量。

  增加的抗氧化水平取决于 SIRT1 酶活性

  研究人员发现 NMN 在视网膜脱离后增加了细胞保护酶 SIRT1 的水平。这些变化与 NAD+ 水平升高和 HO-1 水平升高有关。事实上,用 NMN 增加 SIRT1 水平会增加 HO-1,但耗尽 SIRT1 会消除这些影响。这些发现提供了证据表明 NMN 增加了 NAD+ 依赖的 SIRT1 活性和随后的 HO-1 水平,提供了对 NMN 如何发挥其保护作用的见解。

研究表明 NAD+ 补充剂可保护视网膜脱离后的眼细胞插图3NMN

   消除 SIRT1 会降低 NMN 在氧化应激后的保护作用. tBuOOH 诱导的氧化应激降低了细胞存活率(细胞活力),并且用 NMN 处理可以保护细胞免受这种影响。用 SIRT1 siRNA 消除 SIRT1 会显着降低 NMN 在 tBuOOH 诱导的氧化应激后的保护作用。为了证明这一点,研究人员消除了小鼠中 SIRT1 的表达,如右侧四个条形所示。此外,科学家们用一种非特异性和非功能性的混合物对小鼠进行了治疗,以使左侧四个条形所代表的基因沉默。在氧化应激下,NMN 通过功能性 SIRT1 显着提高了细胞存活率,如左图中左起第三个条形所示,但 SIRT1 的消除消除了这种效应,如右图中左起第三个条形所示。

  Vavvas 及其同事在他们的研究中说:“我们的研究提供了 NMN(一种 NAD+ 增强分子)在 [视网膜脱离] 后光感受器退化中的神经保护作用的证据。”沿着这些思路,研究人员提出,NMN 给药通过减少氧化应激和增加抗氧化剂 HO-1 水平从而抑制感光细胞死亡来减轻神经炎症,从而保护视网膜。

  NMN对感光细胞保护的未来研究

  在将这些结果用于治疗与年龄相关的眼部疾病之前,临床研究必须确定 NMN 的感光细胞保存作用是否会转化为人类。如果是这样,补充NMN可以为患有糖尿病视网膜病变、黄斑变性和视网膜脱离等疾病的患者提供保持视力的希望。