《The Journal of Nutrition》：NMN improves high-fat-diet-induced myocardial damage of aging mice through Sirt3/PINK1/Parkin signaling pathway
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NMN緩解高脂飲食誘導心肌衰老的機制研究：通過動物實驗和細胞模型發現NMN通過激活Sirt3/PINK1/Parkin信號通路減輕心肌纖維化、炎癥和細胞凋亡，并增強自噬-溶酶體功能，為代謝心肌病治療提供新思路。
文欣|陳宇諾|韓遠春|王建鵬|董文煥|王子平|王婷|熊張娥
武漢科技大學醫學院藥學工藝研究所，武漢科技大學附屬武漢亞洲綜合醫院，中國武漢430065
摘要
背景
長期高脂肪飲食（HFD）的攝入與代謝性心肌病的發展有關，并會加速心臟老化。煙酰胺單核苷酸（NMN）是NAD+的關鍵前體，在改善與年齡相關的心臟功能衰退方面顯示出潛力，但其作用機制尚未完全明了。
方法
14個月大的雄性C57BL/6J小鼠被分為三組：正常飲食組（ND）、高脂肪飲食組（HFD）和HFD+NMN組。NMN以400 mg/kg的劑量添加到它們的飲用水中，持續7個月。收集心臟組織并使用蘇木精-伊紅（H&E）和Masson三色染色、Western blotting、定量實時PCR以及免疫組化技術進行分析。在體外實驗中，H9c2心肌細胞暴露于棕櫚酸（PA）以建立脂毒性模型，并通過MTT測定和mRFP-GFP-LC3腺病毒轉染來評估NMN對細胞活力和自噬流的影響。
結果
與HFD組相比，NMN處理顯著降低了心臟指數，改善了心肌纖維化，并減少了與衰老相關的分泌表型（SASP）標志物（Serpine1、MMP3、CXCL-1、CXCL-10、P16；P<0.05）以及衰老標志物（P21和β-gal；P<0.01）、促炎細胞因子（IL-1β和TNF-α；P<0.05）和凋亡指標（Bax/Bcl-2比值、切割的caspase-3；P<0.01）的表達水平。相反，NMN處理提高了心臟組織中抗炎因子IL-10的水平（P<0.01）。此外，NMN處理增加了Sirt3、PINK1和Parkin的蛋白水平（P<0.01），并增強了自噬-溶酶體標志物（包括LC3-II/LC3-I比值和TFEB；P<0.05），同時降低了心臟組織中的p62水平（P<0.01）。在H9c2心肌細胞中，NMN處理顯著減輕了PA誘導的細胞毒性（P<0.01）并增強了受損的自噬流。值得注意的是，這些保護作用在同時使用選擇性Sirt3抑制劑3-TYP時被消除。
結論
NMN通過激活Sirt3/PINK1/Parkin信號通路，增強自噬-溶酶體功能，從而減輕了老年小鼠因HFD引起的心肌損傷。這些發現表明NMN是治療代謝性心肌病的一個有前景的治療候選物。
引言
由HFD引起的代謝紊亂被廣泛認為是心血管疾病發生和進展的重要風險因素[1]、[2]、[3]。長期攝入高脂肪食物會導致心肌細胞內脂質過度積累和脂肪酸氧化受損[4]、[5]。這些代謝紊亂通過脂質毒性介導，導致胰島素抵抗、氧化應激和炎癥反應，最終導致心肌細胞凋亡和病理性的心臟重塑[6]、[7]。這一系列病理改變統稱為代謝性心肌病[4]。臨床證據表明，HFD引起的心臟損傷最初表現為舒張功能障礙，隨著病情惡化可能會發展為心力衰竭[7]、[8]、[9]。
線粒體功能障礙是HFD引起的心肌損傷的核心病理機制[10]、[11]。鑒于心臟的高能量需求，其正常功能嚴重依賴于線粒體的能量穩態。長期暴露于HFD會通過增加脂肪酸氧化同時降低氧化磷酸化效率來破壞線粒體功能。這種功能失衡導致心肌氧氣消耗增加和ATP合成減少，從而使心肌細胞處于持續的能量壓力狀態[12]、[13]。同時，脂質過氧化產物的積累進一步損害線粒體結構完整性并觸發凋亡信號通路的激活[6]。新興證據強調了線粒體自噬在線粒體質量控制中的關鍵作用——這是一種選擇性細胞過程，負責清除受損的線粒體[14]、[15]、[16]。在涉及的分子通路中，PINK1/Parkin信號級聯是線粒體自噬的關鍵調節因子[17]、[18]。研究表明，長期HFD攝入會抑制PINK1/Parkin信號通路，導致功能失調的線粒體積累，從而加速心肌功能障礙的進展[19]、[20]。
NMN是NAD
+的關鍵前體，通過提高細胞內NAD
+濃度和激活Sirtuin蛋白家族來發揮廣泛的生物學效應[21]、[22]。在心臟保護方面，NMN已被證明可以通過激活Sirt3來增強線粒體能量代謝和抗氧化能力[23]。臨床前研究表明，NMN給藥顯著改善心臟功能，減輕心肌細胞凋亡，并延緩衰老和缺血-再灌注損傷模型中心力衰竭的進展[24]。值得注意的是，新興證據表明，NMN的心臟保護作用可能與其在線粒體自噬中的調節作用密切相關。作為上游調節因子，Sirt3可能通過調節PINK1/Parkin信號通路來促進受損線粒體的清除，從而維持線粒體質量穩態[25]、[26]。
然而，直接實驗證據支持NMN通過Sirt3/PINK1/Parkin信號軸調節線粒體自噬并因此改善HFD引起的心臟老化的假設仍然很少。本研究旨在探討NMN給藥對HFD引起的心臟老化的保護作用，并闡明涉及Sirt3/PINK1/Parkin信號通路的具體調節機制。
動物實驗
動物實驗
雄性C57BL/6J小鼠來自湖北省疾病預防控制中心，飼養在相對濕度為50 ± 5%、溫度為22 ± 2 °C的無特定病原體環境中。小鼠在14個月大之前被提供標準飲食。14個月的喂養期后，小鼠被隨機分配到以下組（每組n=12）：（1）正常飲食組（ND），喂食普通維持飲食（1022，購買自……）
NMN改善HFD引起的衰老小鼠的心臟病理改變
結果顯示，與HFD組相比，NMN處理顯著降低了心臟重量與體重的比值（圖1B）。心臟切片的H&E染色顯示，HFD組的心肌細胞結構比ND組更加紊亂（圖1C）。此外，Masson三色染色顯示HFD組的膠原沉積顯著增加，纖維化區域擴大，表現為藍色染色區域的擴大（圖1C-D，P<0.01）。相比之下，……
討論
本研究闡明了NMN通過Sirt3/PINK1/Parkin信號通路調節線粒體自噬的機制，從而改善了HFD引起的與衰老相關的心肌損傷。長期高脂肪飲食會導致心肌細胞內脂質過度積累和脂肪酸氧化代謝紊亂，進而導致線粒體功能障礙、炎癥反應增強和細胞凋亡增加。這些病理改變……
作者貢獻
X.W.、Y.N.C.、Y.C.H.、J.P.W.、W.H.D.和Z.P.W.進行了實驗。T.W.和Z.E.X.構思并設計了實驗框架，并在整個修訂過程中提供了關鍵反饋和指導。X.W.、Y.N.C.和T.W.在所有合作者的參與下起草了手稿。所有作者審閱并批準了手稿的最終版本。
倫理聲明
所有動物研究（WUST202020）均已獲得相應倫理委員會的批準。
支持來源
本工作得到了武漢市衛生健康委員會研究基金（WX21D02）和湖北省衛生健康委員會研究基金（WJ2025M026）的支持。
