NAD+前体改善糖尿病患者肌肉的能量产生

  阿西莫司在临床研究中增强人体骨骼肌线粒体功能

  2型糖尿病患者可能有许多并发症,其中之一通常是肌肉无力。这可以部分归因于线粒体,细胞的发电机。这些细胞结构驱动新陈代谢,这一过程依赖于关键的、充满活力的化合物烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)。由NAD+介导的维持生命的活动可以通过NAD+前体增强,至少在动物中是这样。但是NAD+前体是否可以补充NAD+水平以恢复线粒体功能可以转化为人类,更不用说糖尿病患者还没有真正经过测试。

NAD+前体改善糖尿病患者肌肉的能量产生插图NMN

  荷兰马斯特里赫特大学医学中心的van de Weijer及其同事的研究发表在《糖尿病》杂志上,在2型糖尿病患者中测试NAD+前体阿西莫司。该研究小组首次表明,阿西莫司可以恢复 2 型糖尿病患者骨骼肌中的线粒体。

  “据我们所知,这项研究首次证明NAD+促进剂也可以直接影响人类骨骼肌线粒体功能,”研究人员在他们的研究中说。这些结果表明,新型、安全的NAD+前体在增强线粒体功能和促进人类健康衰老方面具有强大的潜力。

  临床批准的NAD+前体可减轻线粒体健康

  阿西莫司是一种烟酸类似物,用于治疗高脂血症,这是一种血液中脂肪颗粒(脂质)含量高的疾病。然而,除了已知的阿西莫司对脂肪颗粒分解的影响外,阿西莫司还是一种NAD+前体。由于阿西莫司已经可用于人类临床,van de Weijer及其同事测试了它是否通过提高NAD+水平来改善人类线粒体功能。

  阿西莫司重新激活糖尿病患者的肌肉线粒体

  研究人员检查了阿西莫司对线粒体代谢的影响。总体而言,与未经治疗的患者相比,他们发现这些患者的肌肉活检组织的新陈代谢有所改善。他们还增加了ATP水平,这是一种运输所有细胞代谢活动所需能量的分子。

  阿西莫司对人体骨骼肌的线粒体代谢有直接影响。研究人员在阿西莫司治疗两周后对2型糖尿病患者进行肌肉活检。他们发现,与未接受阿西莫司治疗的患者相比,这些患者的ATP水平显着增加,ATP是一种能量携带分子,可为每个生物体的细胞中的活动提供燃料。

  此外,阿西莫司对这些患者的线粒体功能有益。在动物研究中,这伴随着线粒体基因的激活,这些基因与NAD+增强剂诱导的基因组重叠,例如烟酰胺核苷(NR)和烟酰胺单核苷酸(NMN)。他们还在接受阿西莫司治疗的患者的肌肉活检中发现了驱动能量代谢的基因激活的富集。研究人员用在含有阿西莫司的培养皿中培养24小时的小鼠肌肉细胞复制了其中的许多结果。

  用阿西莫司处理的人体肌肉细胞显示出增强的线粒体功能。研究人员用阿西莫司处理人体肌肉细胞24小时,然后检查线粒体功能的不同方面。在静息状态(Basal)或受到抑制时(Oligom.),用阿西莫司处理的人类肌肉细胞中的线粒体与未处理的那些之间没有重大差异。但是当刺激线粒体达到其最大输出(Fccp)时,阿西莫司处理的细胞显示出显着增加。

  此外,修复和改善线粒体功能和代谢健康的信号通路在人类肌肉活检标本和用阿西莫司处理的培养的小鼠肌肉细胞中都被激活。NAD+前体激活这一过程,称为线粒体未折叠蛋白反应,此前已在动物身上得到证实,但从未在人类身上得到证实。“据我们所知,这项研究首次证明,与接受 NAD+ 增强剂治疗的动物一样,人类也存在线粒体未折叠蛋白反应,”研究人员在文章中说。

  NAD+前体治疗人类的下一步是什么?

  这些结果表明新型、安全的NAD+前体具有增强人类线粒体功能的强大潜力。尽管阿西莫司本身可能不是合适的候选者,但新的NAD+前体,如NR和NMN,没有皮肤潮红(温暖和快速变红的感觉)等副作用,可能会充当线粒体助推器。

  鉴于针对线粒体功能的干预措施(例如热量限制、运动和白藜芦醇)已被证明可有效改善代谢健康,因此迫切需要使用此类药物进行人体临床试验。这项工作表明,应该测试NAD+前体增强线粒体功能和改善人类受试者(例如 2 型糖尿病患者)代谢健康的能力。