Published: 1:08 p.m. PST Nov 7, 2017 | Updated: 11:24 am PST Oct 5, 2020
在美國，每年約有 647,000 人死於心臟病，相當於每 4 人中有 1 人死於心臟病。 在 2014 年和 2015 年，心臟病每年給美國造成約 2190 億美元的損失，其中包括醫療保健服務、藥品和因死亡而導致的生產力損失。 尋找心臟病的治療介入措施不僅可以提高患者的生活質量，還可以減輕社會的經濟負擔。
凱斯西儲大學的科學家在學術期刊《分子與細胞心臟病學雜誌》(Journal of Molecular and Cellular Cardiology)上發表了一項研究，這項研究發現補充煙酰胺單核苷酸 (NMN) 可促進細胞動力源粒線體的健康，並預防心臟衰竭。 先前的研究已將粒線體功能障礙與心臟衰竭聯繫起來，研究人員已經認識到粒線體功能障礙中煙酰胺腺嘌呤二核苷酸 (NAD+) 水平的降低是主要原因。
粒線體壓力過大的小鼠心臟 NAD+ 水平降低
許多酶需要有 NAD+ 才能發揮作用，包括去乙酰化酶(sirtuins)。 這些蛋白質通過從細胞中的其他蛋白質中去除稱為乙酰基的分子標籤，在細胞健康和衰老中發揮重要作用。 從蛋白質中去除乙酰基的調節—稱為脫乙酰化的過程—對於維持粒線體健康至關重要。 在心臟中，主要的 sirtuin 是 SIRT3。
在這項研究中，研究人員使用了心臟缺乏一種叫做 KLF4 的分子的小鼠，這種分子對心臟細胞的粒線體健康至關重要。 缺乏 KLF4 的小鼠心臟中的粒線體蛋白具有顯著更高數量的乙酰基，表明去乙酰化減少和 SIRT3 功能降低。 這些表明，KLF4 缺乏會導致粒線體蛋白的脫乙酰化或過度乙酰化降低，從而使粒線體和心臟容易受到壓力。
然後，Zhang和同事通過阻塞主動脈對這些小鼠的心臟施加了物理壓力，這增加了心臟的壓力並使其更加努力地工作。 這導致在 KLF4 缺陷的心臟中，SIRT3 水平進一步降低，NAD+ 濃度亦降低。 除了處於低水平之外，SIRT3 的功能還可能因為可用的 NAD+ 減少而再降低，從而減少了粒線體蛋白的脫乙酰化並最終降低了粒線體的健康。
NMN 保護患有粒線體應激的小鼠免受心臟衰竭的影響
為了提高小鼠體內 NAD+ 的含量，研究人員給動物注射了 NMN，一種 NAD+ 促進分子。 NMN 介入改善了這些心臟的功能，增加了它在壓力條件下的泵送量。 它還可以防止心臟細胞死亡的數量。
(Zhang et al., 2017 | Journal of Cellular Cardiology) NMN 從壓力引起的心臟衰竭中拯救了 KLF4 缺陷型心臟 (CM-K4KO)。 從橫向主動脈縮窄 (TAC) 前一天開始以 500 mg/kg/天的劑量施用 NMN，顯著保留了心臟的收縮功能，並完全挽救了 CM-K4KO 組的心臟衰竭表型。
缺乏 KLF4 的小鼠通常具有高死亡率，但在誘導心臟高血壓後，NMN 給藥導致這些小鼠的存活率達到 100%。 這些結果表明，NMN 可以預防這些對血壓引起的心力衰竭敏感的小鼠的心力衰竭。
Zhang和同事發現，預防心臟衰竭和粒線體健康是相關的。 儘管 KLF4 缺陷小鼠通常具有退化和破碎的粒線體，但 NMN 的介入幾乎完全恢復了粒線體的結構和功能。
(Zhang et al., 2017 | Journal of Cellular Cardiology) NMN 減少了 KLF4 缺陷心臟中應激誘導的細胞死亡。 橫向主動脈縮窄 (TAC) 在缺乏 KLF4 (CM-K4KO) 的心臟細胞中誘導顯著的細胞死亡。 然而，在接受 NMN 介入的 CM-K4KO 小鼠中，這種 TAC 誘導的心臟細胞死亡減少了一半以上。
該研究的科學家表示：“短期服用 NMN（NAD+ 的前體）可保持粒線體穩態，並從壓力過載引起的心臟衰竭中挽救心臟功能。” 他們接著說，這項研究證明了即使是短期的 NMN介入可能是幫助心臟衰竭的有效方法，至少在小鼠中是這樣。
參考文獻
Zhang R, Shen Y, Zhou L, et al. Short-term administration of Nicotinamide Mononucleotide preserves cardiac mitochondrial homeostasis and prevents heart failure. J Mol Cell Cardiol. 2017;112:64-73. doi: 10.1016/j.yjmcc.2017.09.001
引用文獻
Fontes JA, Rose NR, Čiháková D. The varying faces of IL-6: From cardiac protection to cardiac failure. Cytokine. 2015;74(1):62-68. doi:10.1016/j.cyto.2014.12.024
文章來源
https://www.nmn.com/news/nmn-administration-promotes-mitochondrial-health-and-prevents-heart-failure