Published: 11:58 am PST Jul 27, 2017 | Updated: 10:08 am PST Oct 8, 2020
2019 年，美國約有 650 萬人患有心臟衰竭，而 2017 年，心臟衰竭導致八分之一的死亡。2012 年，這種情況使美國損失了約 307 億美元。2017 年，杜克大學的科學家發現一種叫做 煙酰胺單核苷酸（NMN）的分子對心臟衰竭小鼠有治療作用。 先前的研究表明，在多種心臟衰竭小鼠模型中補充 NMN 可改善心臟功能，但其發生的細胞機制仍知之甚少。 該研究為心臟衰竭患者提供了一種潛在的介入策略。
NMN 增加了煙酰胺腺嘌呤二核苷酸 (NAD+) 的水平，這是一種影響細胞動力室—粒線體代謝各個方面的重要分子。 研究人員提出，通過補充 NMN 來增加 NAD+ 水平可通過激活 SIRT3 蛋白（一種參與調節細胞健康的 NAD+ 依賴性蛋白）來增強心臟功能。
SIRT3 的另一個重要功能是降低粒線體中蛋白質的分子修飾水平，稱為高乙酰化。 然而，研究人員觀察到患有心髒病的轉基因小鼠的分子修飾水平升高，這表明這些動物的 SIRT3 功能降低。 在患病小鼠五周大時，研究人員發現與正常小鼠相比，高乙酰化豐度沒有差異。 但隨著心髒病的進展，在 8 周和 13 周大時，粒線體蛋白中的高乙酰化水平顯著升高，這表明心髒病小鼠缺乏 SIRT3 功能。
(Martin et al., 2017 | JCI Insight) 在第 5、8 和 13 週時粒線體蛋白分子標記的差異，稱為高乙酰化。 黑點代表在患有心臟衰竭的轉基因小鼠中蛋白質的高乙酰化在統計學上顯著增加。 該圖表明隨著年齡的增長，患有心臟衰竭的小鼠的乙酰化增加，這也表明 SIRT3 蛋白的功能降低。
此外，消除 SIRT3 基因，從而去除蛋白質，會導致稱為心室肥厚的心臟功能障礙，證明 SIRT3 在正常心臟功能中的關鍵作用。 隨著增厚的心室變得僵硬，每次心跳都會減少吸入和泵出身體的血液量，這種情況可能會導致心臟衰竭，在極少數情況下甚至會導致心臟驟停。
儘管 SIRT3 的功能喪失可能會導致嚴重的後果，但研究人員團隊發現，將 NMN 注射到心臟衰竭小鼠體內可減少高乙酰化並改善心臟功能。 結果表明，補充 NMN 可改善 SIRT3 功能。 刪除 SIRT3 基因以擺脫 SIRT3 蛋白的功能導致 NMN 對患病動物的有益作用喪失。這些觀察結果進一步證明 NMN 的作用取決於心臟中的 SIRT3。
研究表明，通過 NMN 提升 NAD+ 水平的介入方式可改善心臟代謝功能和能量代謝，而 SIRT3 在介導這些效果中起關鍵作用。 “總之，我們的研究結果提供了 NMN 對 SIRT3 依賴性介入效果的機制的洞見，”這位科學家在談到 NMN 對患有心臟衰竭的轉基因小鼠的影響時說。 研究人員還指出，NMN 補充劑或 SIRT3 激活療法可能會在未來使心臟功能不全的患者受益。
(Martin et al., 2017 | JCI Insight) 示意圖總結了心臟衰竭轉基因小鼠線粒體代謝和細胞通路涉及 NAD+ 和蛋白質 SIRT3 的變化。 由於 SIRT3 功能降低，心臟衰竭小鼠模型導致粒線體蛋白過度乙酰化增加。 根據這項研究，NMN 提高了 SIRT3 的活性並減少了心臟衰竭小鼠的乙酰化。
參考文獻
Martin AS, Abraham DM, Hershberger KA, et al. Nicotinamide mononucleotide requires SIRT3 to improve cardiac function and bioenergetics in a Friedreich’s ataxia cardiomyopathy model. JCI Insight. 2017;2(14):e93885. Published 2017 Jul 20. doi:10.1172/jci.insight.93885
文章來源
https://www.nmn.com/news/boosting-nad-levels-improves-heart-function-in-mice-with-heart-failure