败血症是由宿主对感染的失调性反应引起的危及生命的器官功能障碍,其中心肌功能障碍是决定败血症患者存活率的关键因素。近年来,研究表明烟酰胺单核苷酸( NMN)在调节能量代谢、细胞信号传导和基因表达方面具有重要作用,为败血症治疗提供了潜在的干预方向。
2024年12月2日,江苏大学研究团队在《Acta Pharmacologica Sinica》期刊指出,NMN能够通过预防环孢菌素F修饰和溶酶体功能障碍,有效保护败血症引起的心肌损伤。这项研究为NMN在败血症治疗中的应用提供了重要的理论支持和科学依据。
研究发现,在脂多糖诱导的败血症小鼠中,线粒体内过氧化氢的生成显著增加,而给予NMN后,小鼠心肌组织中的过氧化氢生成显著降低。进一步检测线粒体的ROS水平,发现NMN能够有效抑制线粒体中由脂多糖诱导的ROS生成。此外,NMN处理组的小鼠心肌组织中炎症指标显著下降,NMN还显著降低了细胞凋亡相关指标,改善心肌功能。
研究发现,在败血症模型中,脂多糖导致溶酶体pH值升高和成熟型组织蛋白酶B水平降低,表现出溶酶体功能障碍,同时相关蛋白水平升高,指示异常自噬。NMN能减轻脂多糖导致的这些不良影响,对溶酶体功能障碍和异常自噬具有抑制作用。
图3.NMN对新生心肌细胞溶酶体功能和自噬的影响
PPIF(环孢素结合蛋白F)是线粒体通透性转换孔(mPTP)的关键调控因子,其乙酰化和氧化修饰是mPTP开放的触发因素。研究表明,NMN通过提升NAD+水平,激活线粒体内的Sirtuin3酶,抑制PPIF的乙酰化和氧化,从而保护心肌细胞线粒体功能。
ATP合酶的α亚单位(ATP5A1)在败血症中易受乙酰化修饰,从而更易被钙蛋白酶降解。研究表明,NMN通过抑制ATP5A1的乙酰化,保护其蛋白水平并维持ATP的生成。
该研究表明,NMN通过调控线粒体ROS与PPIF之间的相互作用,维持溶酶体功能和正常自噬,同时保护ATP合酶活性,从而减轻败血症引起的心肌功能障碍。这一发现为NMN作为治疗败血症相关心肌病的新型干预手段提供了理论依据。
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