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NMN改善乾眼症, 啟動DNA及長壽基因SIRT1保護眼細胞並減少炎症

重點整理:

  • NMN處理可保護乾眼症水分流失條件下的眼細胞生存能力。

  • NMN通過啟動DNA維持和代謝健康蛋白Sirtuin1(SIRT1)來保護眼細胞。

  • NMN觸發稱為巨噬細胞的免疫細胞從細胞殺傷狀態過渡到治癒狀態。



乾眼病是最普遍的眼部疾病之一,對患有這種疾病的人造成極大的不適。眼淚中的炎症和鹽分過高(一種稱為高滲的破壞性狀況,會導致細胞失去水分)會導致眼表受傷和可能的視力障礙。乾眼症的治療策略包括滴眼液和針對不適的人造眼淚,但研究人員仍需要找到在高滲性損傷後保持眼細胞功能的方法。研究表明,煙醯胺單核苷酸(NMN)分子可在眼部疾病(如視網膜脫離)中提供細胞保護,因此,找出這種方法是否適用於乾眼症至關重要。


中國常熟市第二人民醫院的Zhu及其同事在《炎症研究》雜誌上發表了一項研究,描述了如何用NMN處理暴露於鹽誘導的高滲性小鼠的眼細胞如何保持其生存能力。NMN通過啟動一種對代謝和DNA完整性保護至關重要的蛋白質Sirtuin1(SIRT1),降低了高滲暴露後眼細胞炎症的程度。根據他們的研究,NMN還可以協調眼部免疫細胞,使其從殺傷和消滅狀態過渡到治癒狀態。如果這些發現可以轉化為人類,則NMN可以提供一種預防乾眼病引起的眼外傷的方法。



NMN如何預防乾眼症?

NMN會增加生命分子煙醯胺腺嘌呤二核苷酸(NAD +)的水準,該分子參與細胞能量生成反應,SIRT1使用它來促進健康的新陳代謝和維持DNA完整性。研究人員認為,通過增加NAD +,NMN在視網膜脫離等情況下可保護眼細胞免受損傷。由於這些原因,找出NMN在乾眼病中的作用及其影響的途徑仍然至關重要。



NMN增強了乾眼條件下的眼細胞存活率

為了瞭解NMN是否能在鹽誘導的高滲實驗室培養皿環境中保護鼠眼細胞,Zhu及其同事用500 µM NMN處理了它們,並測量了它們的存活率。研究小組發現NMN治療可防止因高滲應激導致的細胞死亡。這些發現表明,在與乾眼病相似的情況下,高滲脅迫下NMN對眼細胞具有顯著的保護作用。



(Meng et al., 2021 | Journal of Inflammation Research) NMN treatment protects mouse eye cells from hyperosmolarity-induced cell death


NMN治療可保護小鼠眼細胞免受高滲性細胞死亡的影響。用鹹溶液處理眼細胞,以在類似於乾眼病的實驗室培養皿中誘導高滲性病症。暴露於鹽溶液24小時後,約有20%的細胞死亡,但NMN處理可逆轉此效應。在沒有高滲性條件的實驗室培養皿中,健康的眼細胞顯示約5%的細胞死亡(細胞凋亡)率,而在高滲脅迫下顯示的細胞則具有約20%的細胞死亡率。用NMN處理高滲脅迫下的細胞可使細胞死亡率正常化至大約5%,與健康細胞大致相同。



NMN啟動SIRT1保護眼細胞

然後,Zhu和同事試圖瞭解NMN如何減輕炎症。他們發現,在高滲應激條件下,NMN降低了炎症相關物質IL-17a的水準。該研究小組還發現,在高滲條件下,隨著NMN治療,SIRT1的水準會增加,而使用SIRT1抑制劑會進一步加劇炎症標誌物的水準。這些發現表明,NMN通過增加和啟動SIRT1減輕高滲條件下的炎症。



NMN促進免疫細胞癒合反應

為了進一步探索NMN如何保護眼細胞,Zhu及其同事研究了NMN和炎性標誌物IL-17a抑制劑對稱為巨噬細胞的免疫細胞狀態的影響。這些免疫細胞可以兩種狀態存在。當巨噬細胞處於M1狀態時,它們傾向於殺死附近的細胞,而當處於M2狀態時,它們可以治癒靠近它們的細胞。

研究人員發現,在相同條件下,高滲環境增加了破壞性的M1巨噬細胞,而NMN和IL-17a抑制劑促進了癒合的M2巨噬細胞。這些實驗表明,NMN通過抑制炎症反應的重要標誌物IL-17a抑制巨噬細胞殺傷並促進癒合。


“這些發現為我們提供了關於瞭解NMN對[乾眼病]發展的影響的重要線索,” Zhu及其同事在其出版物中表示。“我們提供了NMN在SIRT1和Il-17a表達上的應用知識,然後描述了潛在的分子機制。”



NMN可以幫助人類乾眼症嗎?

未來檢查人體細胞中NMN的研究將表明人們是否可以使用這種治療劑來保護自己免受乾眼症的高滲血症的侵害。如果是這樣,NMN治療結合人工淚液眼藥水可能會減緩這種常見眼疾造成的傷害。



參考文獻: Meng YF, Pu Q, Dai SY, Ma Q, Li X, Zhu W. Nicotinamide Mononucleotide Alleviates Hyperosmolarity-Induced IL-17a Secretion and Macrophage Activation in Corneal Epithelial Cells/Macrophage Co-Culture System. J Inflamm Res. 2021 Feb 22;14:479-493. doi: 10.2147/JIR.S292764. PMID: 33658825; PMCID: PMC7917392.


 

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