马里兰大学和退伍军人事务部马里兰州卫生中心的研究人员最近发现，NMN可以通过SIRT3改善缺血小鼠的线粒体NAD +代谢和线粒体健康。
脑缺血的定义是神经组织供血不足导致缺氧。一个人大脑血流中断10秒后，人会失去意识，脑缺血的其他症状包括视力、身体运动和说话能力受损。先前的研究表明，用一种叫做烟酰胺单核苷酸（NMN）的分子治疗小鼠，可以防止缺血性脑损伤，并通过减少细胞的能量来源——线粒体的破碎，促进细胞健康。然而，发生这种情况的分子机制仍不清楚。
最近，来自马里兰大学和马里兰州退伍军人事务健康中心的一组科学家在实验神经学上发表了一项研究，他们证明，给脑缺血的老鼠补充NMN可以减少线粒体蛋白质上称为“乙酰化”的分子标记，从而改善线粒体健康。这种分子的使用也减少了线粒体的分裂，线粒体分裂的分子过程使它们变小，并减少了细胞中活性氧的数量——化学反应和生理损伤分子。
NMN能提高一种叫做烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）的分子水平，这是一种支持线粒体产生能量的基本反应的重要分子。研究人员提出，脑缺血后NAD+水平降低，影响依赖NAD+功能的酶——Sirtuins，如sirtuin 3（SIRT3），是一种NAD+依赖性酶，在一个叫做“去乙酰化”的细胞过程中，从线粒体蛋白中去除分子标记。
在这项研究中，科学家发现，脑缺血后补充NMN的小鼠可通过SIRT3激活来提高NAD +水平并改善脑组织线粒体健康。脑缺血后在小鼠中注射NMN可以预防NAD +耗竭和线粒体蛋白乙酰化增加，这通常在脑缺血后发生，这表明SIRT3功能得到了改善。
研究结果还表明，NMN给药可减少脑缺血引起的线粒体断裂。在正常情况下，线粒体裂变与融合之间存在平衡。线粒体分裂产生较短的线粒体的过程称为“裂变”，线粒体的“融合”过程表示较小的线粒体结合形成更长的线粒体。在这项研究中，线粒体在脑缺血后发生了裂变，补充NMN可逆转这些情况。
脑缺血导致线粒体大量分裂，小的球形线粒体在脑缺血前后分别从30%增加到50%。此外，较长的杆状线粒体在脑缺血前占70%，在脑缺血后下降到50%。由于接受NMN的缺血动物的线粒体长度与正常小鼠没有显著差异，因此用该分子治疗可抑制缺血后线粒体的断裂。科学家们发现，NMN治疗的小鼠脑缺血后，线粒体形状没有统计学意义的变化。
为了了解NMN是如何阻止线粒体分裂的，科学家们检测了脑缺血后线粒体分裂的关键蛋白pDrp1的浓度。研究人员发现，脑缺血24小时后，脑线粒体中pDrp1水平显著升高，NMN的应用逆转了这些影响。因此，数据表明该分子的使用通过降低裂变蛋白pDrp1的水平来降低线粒体裂变。
NMN处理还降低了线粒体活性氧的产生，这可能对细胞产生损害。这表明该分子对脑缺血小鼠具有神经保护作用。在NMN给药后，研究人员观察到一种称为超氧化物歧化酶2（SOD2）的酶的乙酰化程度降低，该酶分解了活性氧。脑缺血后，超氧化物歧化酶2的乙酰化作用降低，从而提高了其活性，减少了线粒体中活性氧的积累。
科学家在他们的出版物中说：“我们的数据为线粒体NAD +代谢，[活性氧种类]产生和线粒体片段化之间提供了新颖的联系。” “使用NMN靶向这些机制可能代表了一种神经生物学疾病的新治疗方法。”
参考文献
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