脊髓损伤(SCI)是一种瘫痪率极高的中枢神经系统性疾病。近年来,随着再生医学和神经保护研究的进展,科学家们一直在寻找新的治疗方法。来自首都医科大学团队的一项突破性的研究发现,烟酰胺单核苷酸(NMN)作为一种NAD+的前体,在小鼠脊髓损伤模型中显示出了显著的神经保护作用。
图1.NMN对脊髓损伤后的保护作用
研究发现,在脊髓损伤后,NAD+水平显著降低,而NMN的补充可以显著恢复这一水平。NAD+是细胞能量代谢和细胞存活的关键分子,其水平的恢复可能与NAD+依赖酶水平的变化有关。研究人员中通过RNA测序筛选,发现两个NAD+依赖酶,血红素氧合酶1(Hmox-1)和沉默信息调节因子2(SIRT2),其表达水平在不同组别中存在显著差异。这些发现表明,NMN通过调节NAD+水平,可能影响了这些关键酶的活性,从而在脊髓损伤后发挥了神经保护作用。
图2.NMN补充恢复NAD+水平
NMN的补充不仅恢复了NAD+水平,还显著促进了小鼠脊髓损伤后的运动功能恢复。通过BMS评分,研究者发现NMN处理组小鼠的运动功能得分显著高于对照组。此外,NMN还显著缓解了脊髓损伤引起的疼痛。通过Von-Frey机械疼痛阈值和热痛觉阈值测试,研究人员发现NMN处理组小鼠的疼痛反应明显降低。
图3.NMN补充促进小鼠脊髓损伤后的运动功能恢复和缓解脊髓损伤引起的疼痛
结果显示,NMN能够抑制炎症反应。这可能通过调节包括肿瘤坏死因子等信号通路等在内的信号通路来实现。此外,研究人员通过分析蛋白质之间的相互作用,发现NMN处理后,与炎症相关的因子如IL-1β、IRF7等都出现了明显的变化。为了进一步验证这些发现,研究人员使用了定量逆转录聚合酶链反应技术,结果证实了NMN确实能够抑制脊髓损伤后小鼠体内IL-1β、TNF-α、IL-17A、IRF7等炎症因子以及趋化因子(如Cxcl10)的表达,说明NMN具有轻脊髓损伤引起的炎症中的潜力。
图4.NMN通过调节基因表达水平发挥神经保护作用并抑制炎症反应