研究表明 NMN 支持粒线体复制

研究表明 NMN 支持粒线体复制

就像我们细胞核中的基因组一样，这些产生能量的结构也有自己的 DNA 集，这是粒线体功能的替代指标，并且与多种与衰老相关的疾病有关。

重大亮点

● 日本研究人员研究了烟酰胺单核苷酸 (NMN) 对人体肾细胞粒线体的作用。

● 使用 NMN 提高烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 (NAD+) 水平可能有助於通过增加粒线体代谢来阻止衰老。

我们的细胞包含不止一组 DNA：我们细胞核中的一组编码大多数细胞过程，另一组编码细胞的能量产生结构，称为粒线体。就像每个细胞核中的 DNA 一样，粒线体 DNA (mtDNA) 的复制和完整性对於细胞的功能和繁荣以及我们实现健康长寿至关重要。但是，在衰老和长寿的背景下，关於 mtDNA 与粒线体线体功能之间的联系，我们还有很多东西需要了解。这样做可以使我们能够加强这一关键细胞结构的活动及其独立遗传硬盘的完整性，以改善健康和寿命。

日本九州大学的 Kang 及其同事在学术期刊《生物化学杂志》(The Journal of Biochemistry)上报导说，烟酰胺单核苷酸 (NMN) 可增强 mtDNA 复制。代表日本生化学会撰文的研究人员发现，用 NMN 介入人类肾细胞会激活并通过增加粒线体线体中 DNA（核苷酸）的构建块数量，同时减少其降解产物（核苷）来提高 mtDNA 复制率。这些发现表明了 NMN 如何有益於粒线体丶新陈代谢以及最终衰老的机制。

研究揭示 NAD+ 在 mtDNA 复制中的作用

与许多核编码蛋白质合作，mtDNA 基因包含对基本细胞过程（例如产生能量）组件的指令。粒线体 DNA 拷贝数是衡量每个细胞粒线体基因组数量的指标，是粒线体功能的微创指标，与多种衰老相关疾病和全因死亡率有关。然而，我们对粒线体内的新陈代谢如何影响 mtDNA 的维持和复制仍然知之甚少，更不用说这些过程如何成为衰老和长寿的基础。

为了解决这个问题，Kang 及其同事创建了一种测量粒线体内代谢的新方法，他们称之为 SLO，使他们能够了解粒线体代谢如何调节 mtDNA 复制。为此，日本研究团队使用基因操作来控制称为“twinkle”的 mtDNA 复制机制的水平，据报导，它可以激活 mtDNA 复制并增加 mtDNA 拷贝数。

(Kang et al., 2021 | Journal of Biochemistry) 粒线体的DNA 复制会改变核苷酸和 NAD+ 的水平。 该图显示了在线粒体 DNA (mtDNA) 复制通过称为 Twinkle 的基因受控激活期间代谢物的水平如何变化。 这些结果中一些值得注意的核苷酸代谢物与腺苷 (AMP丶ADP) 和尿苷 (UTP丶UDP) 以及磷酸核糖二磷酸 (PRPP) 相关，这对於核苷酸的产生至关重要。 红色，大的显着变化； 蓝色，小的显着变化； 绿色，变化不大； 黑色，没有变化。

NMN 调节粒线体复制激活

Kang 及其同事随後检查了 mtDNA 复制与 NAD+ 之间关系的性质。 为了证明 NAD+ 对 mtDNA 产生因果影响，而不仅仅是相关性，研究人员连续三天用 NMN（NAD+ 的前体）介入人类肾细胞，然後量化 mtDNA 的数量。 在 NMN 处理的细胞中，通过控制执行这种 mtDNA 复制过程的“Twinkle”蛋白，mtDNA 的数量增加到与激活 mtDNA 复制的条件相当的水平。 在确定 NMN的介入可以增加 mtDNA 的数量後，Kang 及其同事表明，NMN 也增加了 mtDNA 复制的速度。 结合 NMN 管理和瞬间激活(twinkly activation)增强了对 mtDNA 复制和拷贝数的有益影响。

(Kang et al., 2021 | Journal of Biochemistry) NMN 增强 mtDNA 复制。 Kang 及其同事比较了粒线体 DNA 数量（mtDNA 拷贝数）在 mtDNA 复制蛋白闪烁被激活 (DOX)丶施用 NMN 以及这两者的组合的条件下。 这些结果表明，相对於未经处理的细胞，所有条件都显示出 mtDNA 数量的增加。 闪烁激活(twinkly activation)与 NMN 的作用具有综合效果。

Kang 及其同事通过讨论这些数据如何表明 NMN 和 mtDNA 复制通过核苷酸池合成的调节在功能上相关联来结束这篇文章。 他们表示他们正在进一步调查这个问题以澄清潜在的机制。

参考文献:

Nomiyama T, Setoyama D, Yasukawa T, Kang D. Mitochondria Metabolomics Reveals a Role of β-Nicotinamide Mononucleotide Metabolism in Mitochondrial DNA Replication. J Biochem. 2021 Dec 4:mvab136. doi: 10.1093/jb/mvab136. Epub ahead of print. PMID: 34865026.

文章来源:

https://www.nmn.com/news/nmn-enhances-mitochondrial-genome-replication-in-human-cells