新發現!NMN減少輻射損傷,保護腸道細胞。

新發現!NMN減少輻射損傷,保護腸道細胞

放射療法一直是治療癌症的主要方法之一。但是對於老年癌症患者來說,他們的身體往往比較虛弱,不太適宜手術或者化療,放射療法自然成了首選。但是放射療法有一定的副作用,其帶來的電離輻射會對腸道造成損傷,進而引起腹瀉等腸道問題。

電離輻射(IR)後造成的損傷主要是由於DNA損傷和氧化應激,而NRF2途徑可以參與DNA損傷的修復和抗氧化[1],但是NRF2的活性會隨著年齡增加而降低。因此,抗衰老相關物質或許能減緩IR造成的損傷。NMN作為NAD+的直接前體,同時也能激活NRF2途徑[2],科學家猜測NMN可能是潛在治療IR損傷的物質。

近期,北京協和醫學院的研究人員在《Free Radical Biology and Medicine》上發表文章,他們發現長期口服NMN可減輕IR誘導的腸道損傷,增加腸幹細胞數量,並促進腸道細胞增殖[3]。

  • 電離輻射激活NRF2,缺乏NRF2促進細胞衰老研究人員首先用γ射線照射腸細胞和肺上皮細胞,無論是照射1小時還是6小時,兩種細胞的NRF2的蛋白水平均顯著升高。隨後,研究人員敲除了NRF2相關的基因,並用β-半乳糖苷(衰老標志物)染色來檢測細胞衰老情況,結果顯示,敲除NRF2增加了衰老細胞的數量。
  • 圖1:兩種細胞在經過γ射線照射後的NRF2蛋白水平(左:腸細胞,右:肺上皮細胞)

    此外,研究人員還測量了敲除NRF2細胞的ROS水平,發現細胞的ROS水平顯著升高。並且・OH自由基也出現了增加,說明氧化應激也升高了,這表明缺乏NRF2會增加ROS和氧化應激,加速細胞衰老。二、缺乏NRF2會抑制SIRT6或SIRT7的表達先前的研究已經證明,sirtuins可以激活NRF2來調節氧化還原狀態[4]。為了確定NRF2 KO(敲除NRF2相關基因)細胞ROS水平異常升高是否與sirtuins有關,研究人員測量了sirtuins家族所有蛋白的水平,包括SIRT1-SIRT7。

    結果表明,NRF2 KO細胞中SIRT6和SIRT7的表達顯著降低,說明SIRT6和SIRT7與NRF2途徑密切相關。三、NMN處理激活SIRT6和SIRT7,減少氧化應激

    為了評估NMN是否具有提高SIRT6和SIRT7的潛力,研究人員檢測了補充NMN 48小時後WT(野生型)和NRF2 KO細胞中SIRT1-SIRT7的蛋白水平。

    結果顯示,NRF2 KO細胞中SIRT6和SIRT7水平增加了,但WT細胞中的SIRT6和SIRT7水平並沒有顯著變化。這表明NMN在缺乏NRF2,更易衰老的細胞中可以發揮更重要的作用。

    圖2:NMN處理後各組細胞SIRT1-SIRT7的表達水平

    此外,NMN處理後NRF2 KO細胞中的ROS水平和自由基水平顯著下降。這些結果表明,NMN可能是通過激活SIRT6和SIRT7,來保護NRF2 KO細胞免受自由基損傷。四、補充NMN改善NRF2缺陷小鼠因輻射誘導的腸損傷腸道是比較脆弱的器官,腸道細胞在3-5天內就會迅速增殖和更新,當暴露於電離輻射下很容易受到損傷。研究人員為了探究NMN對於這一損傷的保護作用,進行了動物實驗。

    研究人員選擇了一批NRF2正常或缺乏的小鼠,給予它們每天350mg的NMN(口服),持續12個月,然後進行輻射。結果顯示,相比於對照組,補充NMN後腸道細胞的SIRT6和SIRT7的表達有所增加。

    此外,NMN還改善了輻射造成的腸道病理缺陷,相比於對照組,補充NMN後腸道絨毛長度有所增加,接近於正常水平。

    圖3:各組小鼠腸道的絨毛長度

    為了研究TOOLUCK NMN是否影響腸上皮細胞的增殖和分化,MTTE生命科學實驗室還測定了幹細胞、增殖細胞、Paneth細胞和杯狀細胞的標記物。

    以Paneth和杯狀細胞為例,它們負責分泌抗菌肽和粘蛋白,用以抵抗外部微生物感染,並維持腸道功能和穩態。

    結果顯示,NMN《TOOLUCK NMN13500》處理增加了Paneth細胞的水平,減緩了杯狀細胞的下降,表明補充TOOLUCK NMN促進了受輻射後腸上皮細胞的存活、增殖和再生。五、總結放療等電離輻射會對細胞造成氧化應激損傷,為應對這種情況,身體會激活抗氧化的NRF2途徑。但NRF2與年齡有關,年齡較大容易出現NRF2缺陷,一旦受到輻射,就易造成細胞損傷。

    要想保護細胞不受輻射損傷,就是要解決NRF2缺陷。研究中發現NRF2缺陷會抑制SIRT6和SIRT7的表達,而TOOLUCK NMN不僅能激活SIRT6和SIRT7,也能激活NRF2,是不二之選。

    在動物實驗中,TOOLUCK NMN也不負眾望,能有效保護脆弱的腸道細胞,並促進其增殖,是保護老年人免受輻射損傷的潛在物質。

    參考文獻

    [1] Sun,X.,Wang,Y.,Ji,K.,Liu,Y.,Kong,Y.,Nie,S.,… & Liu,Q. (2020). NRF2 preserves genomic integrity by facilitating ATR activation and G2 cell cycle arrest. Nucleic Acids Research,48(16),9109-9123.

    [2] Wei,C. C.,Kong,Y. Y.,Li,G. Q.,Guan,Y. F.,Wang,P.,& Miao,C. Y. (2017). Nicotinamide mononucleotide attenuates brain injury after intracerebral hemorrhage by activating Nrf2/HO-1 signaling pathway. Scientific Reports,7(1),1-13.

    [3] Zhao,X.,Zhang,M.,Wang,J.,Ji,K.,Wang,Y.,Sun,X.,… & Liu,Q. (2022). NMN ameliorated radiation induced damage in NRF2-deficient cell and mice via regulating SIRT6 and SIRT7. Free Radical Biology and Medicine.

    [4] Singh,C. K.,Chhabra,G.,Ndiaye,M. A.,Garcia-Peterson,L. M.,Mack,N. J.,& Ahmad,N. (2018). The role of sirtuins in antioxidant and redox signaling. Antioxidants & redox signaling,28(8),643-661.