常识：马里兰大学发现NMN可以改善脑缺血后线粒体功能障 ...

guozhiwei · 发表于 2022-6-8 08:30:50

大脑是人体内新陈代谢最活跃的器官，同时也是最脆弱的器官。大脑缺血是指由于脑组织供血不足而导致神经系统功能障碍，具体表现为肢体麻木、头晕、语言不清、动作困难等，严重时可出现瘫痪。临床上有许多疾病都会造成脑供血不足，比如脑梗、“三高”引起的血浆粘稠、心脏疾病和低血压等。NMNhttps://www.nmn.cn瑞维拓NMN_NAD+前体补充剂通过观察NMN行业中国市场发展,对NMN功效与作用进行深入研究,自瑞维拓上市国内市场以来,不断革新NMN配方及NMN提取技术,凭借诺奖提名的生物酶定向技术成为NMN行业奠基者,为NMN行业发展树立新方向！

图1: 美国马里兰大学
2020年 3 月，来自美国马里兰大学（The University of Maryland）和马里兰退伍军人事务健康中心（Veterans Affairs Maryland Health Center ）的一组科学家在《实验神经病学》（Experimental Neurology）上发表了一项研究 1，发现给脑缺血小鼠补充NMN可以减少线粒体蛋白质上乙酰化的分子标记，“挽救”线粒体异常分裂，改善线粒体健康。

图2: 《实验神经病学》文章显示，给脑缺血小鼠补充NMN可以减少线粒体蛋白质上乙酰化的分子标记，“挽救”线粒体异常分裂，改善线粒体健康。
线粒体的功能
线粒体在细胞中充当“发电站”的作用。食物中的糖和蛋白质必须经过线粒体的中转，变成储存于 ATP 中的能量后才可用于细胞内的各项代谢活动。

线粒体正常运转需要两个要素，第一是有充足的食物作为能源物质，第二是有充足的氧气用以转化食物中的能量。它们的输送都依赖于血液循环系统，供血不足将直接导致细胞能量匮乏，造成一系列组织和器官损伤。

全身性缺血先伤脑
胎儿因脐带绕颈而导致脑瘫的例子屡见不鲜，全身性缺血最容易受累的器官便是脑，其原因在于脑对营养和氧气的超高需求。血液是身体重要的“物流中枢”，营养和氧气都需要氧气输送。脑占体重的2%-3%，但是血流量却占总血量的13%左右，而耗氧量更是占人体总耗氧量的25%左右，正是由于脑的这种超高需求，导致脑对缺氧更为敏感。

NMN可减少脑缺血诱导的线粒体乙酰化升高
研究人员通过用血管钳夹住小鼠动脉10分钟来模拟脑缺血。脑缺血会使脑组织中NAD+分子耗竭，影响需要依赖NAD+发挥作用的酶——Sirtuin 3 (SIRT3)。SIRT3是线粒体中的一个重要的去乙酰化酶，蛋白质分子中加入乙酰基修饰的过程称为乙酰化，此过程会影响蛋白质功能。SIRT3通过去除蛋白质乙酰化修饰，调控线粒体中许多代谢酶的活性，进而调控细胞线粒体的代谢。在这项研究中，研究人员发现，在小鼠脑缺血后补充NMN可提高NAD+水平，激活SIRT3，减少线粒体内多种蛋白的乙酰化状态，恢复很多蛋白质正常功能，改善线粒体健康。

图3：补充NMN可减轻缺血损伤引起的线粒体蛋白乙酰化异常
图中纵坐标代表线粒体蛋白乙酰化情况。“假手术组”（对照组）进行手术但不夹紧动脉，“缺血损伤组” 夹紧处理10分钟。与“假手术组”相比，在缺血损伤4小时和24小时时线粒体蛋白乙酰化显著提升，补充NMN可以减轻这一异常。用双因素方差分析（Two-way ANOVA）进行假设检验，*代表与“假手术组”比较，#代表与生理盐水组比较，标记*或# 即代表p <0.05 ，被认为具有统计学意义。
NMN可减少脑缺血导致的线粒体碎裂
线粒体分裂产生较短线粒体的过程被称为“分裂”，而较短小的线粒体结合形成较长的线粒体的过程则被称为“融合”。线粒体分裂-融合循环协同进行，达到动态平衡。一般“短小型”线粒体占比30%，“长棒型”线粒体占比70%。这一动态平衡在缺血损伤后被打破，二者占比均为50%左右，部分“长棒型”线粒体分裂。补充NMN抑制了这种缺血后线粒体的分裂，“长棒型”线粒体占比依旧为70%。

图4：补充NMN可减轻缺血损伤引起的线粒体形态异常
图中纵坐标代表不同类型线粒体分布情况。黑色部分为“长棒型”线粒体所占百分比，白色部分为“短小型”线粒体所占百分比。“假手术组”（对照组）进行手术但不夹紧动脉，“缺血损伤组” 夹紧处理10min。与“假手术组”相比，在缺血损伤24h时“长棒型”线粒体显著降低，补充NMN可显著提升。用单因素方差分析（One-way ANOVA）和Tukey’s HSD显著性检验进行假设检验, *代表“长棒型”线粒体占比与“假手术组”比较，#代表与生理盐水组比较。标记*或# 即代表p <0.05 ，被认为具有统计学意义。
为了进一步了解NMN是如何防止“长棒型”线粒体分裂的，科学家们检测了4种与线粒体分裂相关的蛋白（MFN1、MFN2、OPA1和pDrp1）的表达水平。结果发现缺血导致线粒体中pDrp1（磷酸化Drp1蛋白，即处于分裂活性状态的蛋白）水平显著升高，而NMN则逆转了这一作用。NMN是通过降低裂变蛋白pDrp1的水平来减少线粒体分裂。

前景展望
研究人员认为这项研究提供了关于NMN与线粒体NAD+分子代谢、线粒体分裂之间的新联系，使用NMN靶向这些机制可能代表了一种新的治疗神经生物学疾病的方法。