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2021.11.18.Thu
NMN研究実験

NMNの研究

NMN研究実験

インビボ研究

1.NMNはミトコンドリアを保護し、また活性酸素とエネルギーを産出させる

全面的にNMNの抗老化作用を知るために、科学者たちはサイトメガロウイルス(CMV)の中の活性酸素種(ROS)の産出とミトコンドリアの表現型との影響を調査しました。研究実験から高齢者の脳微小血管内細胞(BMEC)のミトコンドリアの酸化ストレスが軽減されたことが分かりました。

2. 異なる細胞内のコンパートメントで、NMNは酵素を通してNADへ

組織や細胞内のコンパートメントによって発現特異性が異なり、Nmnat1 は核に、Nmnat2 は細胞質とゴルジに、Nmnat3 はミトコンドリアと細胞質に局在します。

3. NMNはNADを増加させることで、細胞機能を活性させる

NMNを培養基に1時間を入れると、HeLa細胞とU937細胞のNAD量が増加しました。実験からヌクレオチドが細胞膜に浸透しやすいことが分かりました。NMNはPARP-1による過活性化を受けている細胞のNADとATPの機能低下を抑制することで、細胞の老化を防ぎます。[3]

インビボ研究

1. 細胞量の増加 

NMNは細胞にエネルギーを供給することができます。ミトコンドリアはATPを産生して、細胞代謝とエネルギー産生で中心的な役割を果たしています。ミトコンドリアによるATPの産生と膜電位はニコチンアミドアデニンジヌクレオチド (NAD)に欠かせません。

2. 肥満の抑制 

肥満は脂肪組織の機能障害とインスリンの抵抗性と関連しています。NMNを摂取することで、インスリンの分泌が改善され、アディポネクチンが増加され、遊離脂肪酸が減少します。NMNが含まれる飲用水をマウスに飲ませることで、加齢に伴う体重増加を抑えます。加齢に伴い、臓器のNAD +とNAMPTが低下しますが、NMNは加齢による2型糖尿病を改善する効果が期待できます。

3. 学習効率と記憶力の向上

アルツハイマー病は、アミロイドβペプチド(Aβ)の沈着が要因となります。NMNはNAD +とATPを回復させることで、アミロイドβペプチドの海馬切片における ROSの蓄積を減少させました。本研究では、ADモデルマウスの認知機能が回復されたことが分かりました。NMNは神経細胞を賦活させる作用があり、またエネルギー代謝を改善し、ROSの蓄積を減少させます。

4. 網膜の保護 

視細胞が細胞死することにより、失明を引き起こし、Namptの欠損で網膜変性を引き起こします。Namptは合成系の鍵酵素としてNAD+量を調節します。

5. 血流の促進と心臓の健康

研究実験でNMNは局所虚血を予防する可能性が分かりました。通常では体の虚血プレコンディショニング(IPC)により虚血を防ぎます。IPCはSIRT1を刺激して、Sirt1はNAD+依存性蛋白脱アセチル化酵素として血液を全身に送ることをサポートします。NMNはIPCと同じくSIRT1を刺激して、Sirt1を活性化することにより、心臓を保護し、虚血および再灌流を防ぎます。


参考文献
[1] S. Tarantini, et al. Redox Biology 24 (2019) 101192
[2] F. Berger, C. Lau, M. Dahlmann, M. Ziegler, J. Biol. Chem. 280, 36334–36341 (2005).
[3] L. Formentini,et al. Biochemical Pharmacology 77 (2009) 1612–1620
[4] Stein, L. R., & Imai, S. (2012). The dynamic regulation of NAD metabolism in mitochondria. Trends in Endocrinology & Metabolism, 23(9), 420–428.
[5] NAMPT-mediated NAD+ biosynthesis in adipocytes regulates adipose tissue function and multi-organ insulin sensitivity in mice. Cell Rep. 2016 August 16; 16(7): 1851–1860. doi:10.1016/j.celrep.2016.07.027.
[6] Mills et al., Long-Term Administration of Nicotinamide Mononucleotide Mitigates Age-Associated Physiological Decline in Mice. 2016, Cell Metabolism 24, 795–806
[7] Xiaonan Wang, et al. Nicotinamide mononucleotide protects against β-amyloid oligomer-induced cognitive impairment and neuronal death. Brain Research, Volume 1643, 15 July 2016, Pages 1-9
[8] Jonathan B. Lin, et al. NAMPT-Mediated NAD+ Biosynthesis Is Essential for Vision In Mice. Volume 17, Issue 1, 27 September 2016, Pages 69-85
[9] T Yamamoto, et al. Nicotinamide mononucleotide, an intermediate of NAD+ synthesis, protects the heart from ischemia and reperfusion. PLoS One. 2014; 9(6): e98972. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4048236/
[10] Yellon D M, et al. Myocardial Reperfusion Injury. N Engl J Med. 2007 Sep 13; 357(11): 1121-35. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17855673/
[11] Yoshino et al. Cell Metab. 2011 October 5; 14(4): 528–536.
doi: 10.1016/j.cmet.2011.08.014

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