行業(yè)關(guān)注 - NMN對肌腱炎的抗氧化作用
過度使用導(dǎo)致的肌腱炎是運動中非常常見的情況。肌腱炎是休閑和競技運動員的主要關(guān)注點。在田徑運動中,過度使用導(dǎo)致的損傷比宏觀創(chuàng)傷更常見,并且大部分過度使用損傷與肌腱有關(guān)。足球、排球、籃球、長跑和田徑項目中的跳躍項目經(jīng)常報告肌腱疼痛。
最近報道了肌腱炎和氧化應(yīng)激之間的聯(lián)系。煙酰胺單核苷酸(NMN)是煙酰胺腺嘌呤二核苷酸的前體,在細胞氧化還原穩(wěn)態(tài)中起重要作用。有研究團隊評估了 NMN 在體外和體內(nèi)對肌腱炎的抗氧化作用。
肌腱炎是一種常見的使人衰弱的肌肉骨骼疾病,由肌腱損傷或退化引起,占肌肉骨骼病變的 30% 以上。肌腱炎的特征是重復(fù)運動引起的疼痛和局部壓痛,這會導(dǎo)致生產(chǎn)力和體力活動下降。
盡管肌腱炎患病率很高,但其病因和發(fā)病機制仍知之甚少,現(xiàn)有治療主要集中在緩解癥狀上。肌腱炎主要起源于超負荷、重復(fù)性損傷和微創(chuàng)傷引起的炎癥,并且當組織破壞超過肌腱的愈合能力時變得明顯。在肌腱病變過程中,肌腱修復(fù)受損會導(dǎo)致瘢痕形成和纖維化,從而降低機械強度并增加二次損傷的風險。受傷肌腱的不充分愈合與血液供應(yīng)不足和常駐細胞代謝活動降低有關(guān),這會損害組織穩(wěn)態(tài)。
最近,有人提出氧化應(yīng)激和細胞凋亡參與肌腱炎的發(fā)病機制。氧化應(yīng)激主要由活性氧 (ROS) 引起,它調(diào)節(jié)各種信號通路和細胞功能。ROS 的過量產(chǎn)生會破壞蛋白質(zhì)、DNA 和 RNA,導(dǎo)致組織、細胞和器官功能障礙。之前的一項研究報告稱,ROS 的主要來源是煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶 (NOX) ,抑制 NOX 可抑制高血糖誘導(dǎo)的大鼠肌腱細胞中 ROS 的過量產(chǎn)生。
煙酰胺腺嘌呤二核苷酸 (NAD + ) 在能量代謝、衰老和細胞死亡中起著重要作用,其水平隨著年齡的增長而降低。煙酰胺單核苷酸 (NMN) 是 NAD +的前體,通過煙酰胺單核苷酸腺苷酸轉(zhuǎn)移酶將其轉(zhuǎn)化為 NAD +。NMN 已被證明可以抑制動物模型中各種器官與年齡相關(guān)的退化,以及抑制氧化應(yīng)激和細胞凋亡。
在本次研究中,研究人員假設(shè) NMN 可以抑制肌腱炎中的過度氧化應(yīng)激。將健康大鼠的肌腱細胞在含或不含 NMN 的常規(guī)葡萄糖 (RG) 和高葡萄糖 (HG) 條件下培養(yǎng),并分為四組:RG NMN(-)、RG NMN(+)、HG NMN( ?), 和 HG NMN(+)。
在肌腱細胞中 ROS 的積累的體外實驗中,( a ) 熒光染色顯示肌腱細胞中的 ROS 積累(綠色;白色箭頭)和 DAPI 染色(藍色)。( b ) 四組細胞內(nèi) ROS 水平的量化。HG NMN(-) 組中的 ROS 積累顯著高于 RG NMN(-) 組,而 HG NMN(+) 組中的 ROS 積累顯著低于 HG NMN(-) 組。
四種不同體外條件下 ROS 積累:不含 NMN 的常規(guī)葡萄糖 (RG NMN(?))、含 NMN 的常規(guī)葡萄糖 (RG NMN(+))、不含 NMN 的高葡萄糖 (HG NMN(?))、和高葡萄糖與 NMN (HG NMN(+))。
SOD 是一種關(guān)鍵的抗氧化酶,可在體內(nèi)解毒 ROS,治療 2 周后,在膠原酶誘導(dǎo)的肌腱炎模型的肌腱中,NMN 組的 SOD 活性顯著高于對照組。
肌腱炎與氧化應(yīng)激有關(guān),超負荷和重復(fù)機械刺激相關(guān)的微損傷會導(dǎo)致肌腱細胞產(chǎn)生過多的 ROS,持續(xù)的氧化應(yīng)激可通過激活 caspase-3 誘導(dǎo)肌腱細胞凋亡。這些研究表明,減輕肌腱中的氧化應(yīng)激可能代表一種有前途的肌腱炎治療策略。
在此次研究中,首先在體外肌腱細胞氧化應(yīng)激模型中評估了 NMN 的抗氧化潛力。肌腱炎在糖尿病患者中很常見,并且已發(fā)現(xiàn)高血糖負荷會通過肌腱細胞中 NOX 表達的增加導(dǎo)致 ROS 的過量產(chǎn)生。此外,高血糖引起的線粒體功能障礙是細胞凋亡的另一個誘導(dǎo)因素。目前的體外研究表明,高血糖負荷會增加 ROS 的積累和細胞凋亡,表明在肌腱細胞中成功建立了氧化應(yīng)激模型。
NMN 是 NAD +的前體,其給藥已被證明可促進 NAD +生物合成,導(dǎo)致關(guān)鍵的 NAD +消耗酶上調(diào),例如去乙酰化酶、聚 (ADP) 聚合酶和 CD38/157 胞外酶,它們發(fā)揮在各種生物過程中發(fā)揮重要作用。目前的體外結(jié)果表明,NMN 可刺激細胞增殖能力并防止氧化應(yīng)激肌腱細胞模型中 SIRT1 和 SIRT6 的下調(diào)。
已發(fā)現(xiàn) NMN 可抑制心臟和大腦中 ROS 的產(chǎn)生和氧化應(yīng)激。NMN的抗氧化功能與維持線粒體穩(wěn)態(tài)和增加抗氧化劑水平有關(guān)。本次研究中,NMN可抑制并阻斷大鼠肌腱細胞中 ROS 的產(chǎn)生。
此次研究結(jié)果顯示,NMN 對早期肌腱炎發(fā)揮抗氧化作用。這表明 NMN 可用作肌腱炎的潛在治療方法。
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