Published: 3:17 p.m. PST Jan 6, 2021 | Updated: 12:59 p.m. PST Sep 29, 2021
與年齡有關的眼疾，例如與年齡有關的黃斑部病變、糖尿病性視網膜病和視網膜剝離，通常會導致嚴重的視力障礙和不可逆的視力喪失。這些疾病都具有退化的感光細胞，即眼睛中的光響應細胞，它們與滋養可視細胞（稱為視網膜色素上皮）的細胞層分開。這種分離引起細胞死亡，有害的含氧分子會引起細胞應激（氧化應激）和炎症。但是，當前沒有藥物方法可以治療這種感光體變性。
最近，哈佛醫學院的Vavvas及其同事在學術期刊《衰老》(Aging)上發表研究論文，該研究表明，煙酰胺單核苷酸（NMN）可保護視網膜剝離和氧化應激損傷後的感光細胞。研究表明，NMN的保護作用源於減少細胞死亡，抑制眼部炎症以及增加抗擊小鼠眼中氧化應激的抗氧化劑水平。進一步的結果表明，長壽蛋白(Sirtuins) 的SIRT1活性增加，介導了這些保護作用。研究人員在他們的文章中說：“總的來說，我們的結果表明給予NMN在臨床環境中治療光感受器變性方面具有潛在的治療價值。”
功能性細胞NAD +的關鍵分子可能在眼部疾病中起重要作用
煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD +）的細胞能量產生、DNA完整性維持和細胞增殖的關鍵分子可能在眼部疾病中起重要作用。
數項研究指出了與眼疾病機制中其產生與其細胞濃度相關的酶。 例如，研究人員發現在眼科疾病萊柏氏先天黑矇症 (Leber congenital amaurosis)中，一種對細胞中產生NAD +至關重要的酶突變為NMNAT1。 此外，恢復NAD +似乎可以保護囓齒動物感光細胞免受光誘導的視網膜損傷。
NMN保護感光細胞免於死亡
Vavvas和他的同事想研究用NAD +的前體NMN，來觀察增強NAD +的水平是否有潛力在視網膜剝離後來保護感光器。 儘管研究未發現視網膜脫離後NAD +水平顯著下降，但結果表明補充NMN可使NAD +水平高於典型濃度。
科學家使用一種稱為TUNEL +染色的方法來可視化小鼠眼中視網膜剝離後的細胞死亡。 使用這項技術，他們發現補充NMN可以減少視網膜剝離後早期階段的感光細胞死亡。 當他們給小鼠注射250 mg / kg和500 mg / kg NMN時，研究人員觀察到視網膜剝離後24小時的光感受器細胞死亡分別減少了52.7％和71.0％。
(Chen et al., 2020 | Aging) 給予小鼠 NMN 可顯著減少視網膜脫離後的感光細胞死亡。該圖顯示了NMN處理對視網膜剝離後感光細胞死亡的影響。 為此，研究人員比較了附著視網膜（Att）與未經處理的視網膜剝離（Vehicle）並以兩種不同濃度的NMN（250 mg / kg和500 mg / kg）處理過的分離視網膜的感光細胞死亡量。 他們通過對圖像中細胞死亡標記（綠色，TUNEL）染色呈陽性的細胞進行計數，檢查了這些不同條件下死亡的感光細胞的數量（上圖）。 左下圖顯示了每天250 mg / kg和500 mg / kg NMN時24小時死亡的感光細胞的減少。 右下圖顯示了使用NMN治療視網膜剝離三天後的死細胞數量甚至更低。
科學家發現補充NMN可以提高抗氧化水平
氧化應激促進了導致光感受器細胞死亡的細胞狀況，研究人員發現NMN可以使氧化應激標準化，同時增加了抗氧化劑HO-1的含量。 在分離的視網膜中，研究人員發現指示損傷的蛋白質成分稱為蛋白質羰基的含量顯著升高，提供了氧化應激的證據。 但是，NMN治療取消了這種效果。 同樣，他們觀察到給予NMN後，視網膜剝離後視網膜中HO-1的表達增加。 這些結果表明，NMN可以抵消過度的氧化應激，這可能是由於HO-1的上調引起的。
(Chen et al., 2020 | Aging) 給予小鼠 NMN 可顯著減少視網膜脫離後的感光細胞死亡。該圖說明視網膜剝離三天後增加了氧化應激的指標-蛋白質羰基含量。
抗氧化劑水平的提高取決於SIRT1酶的活性
研究人員發現，視網膜剝離後NMN增加了細胞保護酶SIRT1的水平。 這些變化與NAD +水平升高和HO-1水平升高有關。 實際上，隨著NMN增加SIRT1水平，同時會增加HO-1，但是消除SIRT1可以消除這些影響。 這些發現提供了補充NMN可增加NAD +，並激活SIRT1以及增加隨後的HO-1水平的證據，從而洞悉NMN如何發揮其保護作用。
(Chen et al., 2020 | Aging) 消除 SIRT1 會降低 NMN 在氧化應激後的保護作用。tBuOOH誘導的氧化應激降低了細胞存活率（細胞生存力），而用NMN保護細胞免受這種作用。 用SIRT1 siRNA消除SIRT1可以顯著降低tBuOOH誘導的氧化應激後NMN的保護作用。 為了證明這一點，研究人員消除了小鼠中SIRT1的表達，如右側的四個條所示。 此外，科學家還用非特異性和非功能性混合物對小鼠進行了處理，以使左側四個橫槓代表的基因沉默。 對於氧化應激，NMN可以通過功能SIRT1顯著提高細胞存活率，功能SIRT1如左圖左側第三個條所示，但消除了SIRT1則消除了這種作用，如右圖左上方第三個條所示。 這些結果表明，NMN在氧化應激後需要功能性SIRT1對光感受器的保護作用。
Vavvas及其同事說：“我們的研究提供了NMN增強分子NMN對[視網膜剝離]後光感受器變性的神經保護作用的證據。”
沿著這些思路，研究人員提出，通過減少氧化應激和增加抗氧化劑HO-1的含量來減輕神經炎症，服用NMN可以保護視網膜，從而抑制感光細胞的死亡。
NMN對光感受器細胞保護的未來研究
在將這些結果用於治療與年齡有關的眼部疾病之前，臨床研究必須確定NMN的保護感光細胞的機轉是否能轉化為人類所用。 如果是這樣，補充NMN可能會為糖尿病性視網膜病變、黃斑部病變和視網膜剝離等疾病患者保留視力提供希望。
參考文獻:
Chen X, Amorim JA, Moustafa GA, Lee JJ, Yu Z, Ishihara K, Iesato Y, Barbisan P, Ueta T, Togka KA, Lu L, Sinclair DA, Vavvas DG. Neuroprotective effects and mechanisms of action of nicotinamide mononucleotide (NMN) in a photoreceptor degenerative model of retinal detachment. Aging (Albany NY). 2020 Dec 29;12. doi: 10.18632/aging.202453. Epub ahead of print. PMID: 33373320.
文章來源:
https://www.nmn.com/news/study-shows-nad-supplementation-protects-eye-cells-following-retinal-detachment