NMN通过NAD+/SIRT3通路,探索脓毒症相关急性肾损伤的干预机制

摘要:脓毒症是一种由感染引发的全身性炎症反应,常导致多器官功能障碍,其中急性肾损伤(AKI)是其常见并发症。β-烟酰胺单核苷酸(β-NMN)作为NAD+的前体,已显示出在抗击脓毒症中的潜力。2024年11月23日,国际期刊《Cell Biochemistry and

脓毒症是一种由感染引发的全身性炎症反应,常导致多器官功能障碍,其中急性肾损伤(AKI)是其常见并发症。β-烟酰胺单核苷酸(β-NMN)作为NAD+的前体,已显示出在抗击脓毒症中的潜力。2024年11月23日,国际期刊《Cell Biochemistry and Biophysics》发表的一项研究探讨β-NMN如何在分子层面上减轻脓毒症相关的急性肾损伤。

图1.β-NMN通过激活NAD+/SIRT3 信号通路缓解脓毒症相关急性肾损伤

β-NMN提高NAD+水平,减轻炎症和细胞凋亡

研究中,β-烟酰胺单核苷酸(β-NMN)被用于脓毒症相关的急性肾损伤(AKI)小鼠模型。通过腹腔注射的方式,β-NMN在盲肠结扎穿孔手术(CLP)后立即给予小鼠。结果显示,与对照组(CLP组)相比,β-NMN的处理显著提高了小鼠肾脏组织中的NAD+含量。

图2.与CLP组相比,β -NMN的使用显著提高了小鼠肾组织中NAD+的含量

在组织结构方面,补充β-NMN组的小鼠的肾小球和肾小管结构清晰完整,与未经历任何手术操作的假手术组(Sham组)相似,这种结构的保护表明β-NMN对肾脏具有保护作用。

盲肠结扎穿孔手术(CLP)引起的肾脏损伤,如肾小管的扩张、肾小球的收缩、上皮细胞的紊乱,以及炎症细胞的浸润,在β-NMN的补充下都得到了显著的改善。此外,与对照组(CLP组)相比,β-NMN组还显著降低了血清肌酐(Scr)和血尿素氮(BUN)的含量,这两个指标的降低表明β-NMN对肾功能具有保护作用。

图3.β -NMN能够改善肾脏病理变化,降低血清指标

在炎症因子方面,β-NMN组的肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白介素1β(IL-1β)和白介素6(IL-6)的水平显著低于对照组。这些炎症因子在脓毒症和急性肾损伤(AKI)的发展中起着关键作用,β-NMN通过降低它们的水平,减轻了炎症反应。另外,一些相关正在自我毁灭(凋亡)的阳性细胞数量的减少,以及相关控制细胞生死的蛋白质的表达降低,说明β-NMN还减轻了盲肠结扎穿孔手术(CLP)引起的肾脏细胞凋亡。这些结果表明,β-NMN通过提高NAD+水平,有效地减轻了脓毒症相关急性肾损伤(AKI)小鼠的炎症和细胞凋亡,从而保护了肾脏功能。

图4.β -NMN治疗减轻了脓毒症相关急性肾损伤小鼠肾组织中的炎症和细胞凋亡

β-NMN上调SIRT3表达,保护肾脏功能

在脓毒症相关急性肾损伤(AKI)小鼠模型中,β-NMN显著上调了肾脏组织中SIRT3的mRNA和蛋白表达。SIRT3是一种依赖于NAD+的去乙酰化酶,它在调节炎症、细胞凋亡和能量代谢方面起着重要作用。β-NMN通过提高SIRT3的表达,可能增强了其对炎症和细胞凋亡的抑制作用,从而保护了肾脏功能。

图5.β -NMN 上调了脓毒症相关急性肾损伤小鼠肾组织中SIRT3的mRNA和蛋白质表达

在体外实验中,β-NMN处理也提高了LPS(一种能够模拟脓毒症状态的细菌成分)刺激的HK-2细胞中SIRT3的表达。HK-2细胞是一种人肾小管上皮细胞系,常用于研究肾脏疾病。β-NMN在这些细胞中上调SIRT3表达,表明其可能通过激活NAD+/SIRT3信号通路来减轻脂多糖引发的炎症和细胞损伤。

图6.β -NMN处理提高了脂多糖( LPS)刺激下的HK-2细胞中SIRT3的表达

总结

总的来说,β-NMN通过激活NAD+/SIRT3信号通路,减轻了脓毒症相关急性肾损伤(AKI)中的肾脏炎症和细胞凋亡,为治疗脓毒症相关急性肾损伤提供了新的策略。这些发现不仅加深了大家对NMN在分子层面上作用的理解,也为未来的临床应用提供了科学依据。

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来源:邦泰生物BONTAC

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