华盛顿大学:NMN对于维持老年视力至关重要

《Cell》子刊的一项研究发现,提高NAD+水平不仅可以减轻眼部感光细胞的损伤,改善视网膜功能,还可以提高视网膜对紫外线损伤的抵抗力。

我们看到物体的过程,其实是物体发出或反射的光使眼睛里的感光细胞受到刺激,它们产生的信号通过神经传输到大脑中的过程。眼睛里的感光细胞包括视杆细胞(rods)和视锥细胞(cones)两种,视杆细胞的数量较多,它不仅对运动敏感,还能在弱光下调节视力,使我们能够实现“夜视”;而视锥细胞能使我们在充足的光线下观察到物体的更多细节,并赋予我们感知颜色的能力。

图表 1 视杆细胞(左)和视锥细胞(右)

随着年龄增长,人们容易患上各种视力疾病,如老年性黄斑变性等,这些疾病会导致感光细胞逐渐死亡殆尽,从而使人丧失视力。2016年,华盛顿大学今井真一郎教授的研究团队发现,缺乏NMN(烟酰胺单核苷酸)会导致小鼠视杆细胞和视锥细胞的死亡,从而大幅降低小鼠的视力;而NMN治疗小鼠可以逆转这种情况并恢复小鼠的视力。此研究被发表在了《细胞报告》(Cell Reports)期刊上。

在实验中,研究人员首先通过基因编辑手段敲除了小鼠视杆细胞中表达Nampt蛋白的基因,这导致小鼠视杆细胞中的NMN水平显著降低。

图表 2 Nampt酶催化NAM合成NMN,并作为反应中的限速步维持NAD+的水平

经过6周的正常饲养后,研究人员发现相比于对照组(NamptF/F)小鼠,缺乏视杆细胞NMN的小鼠(Nampt−rod/-rod)视敏度显著下降,在视网膜电图(electroretinogram, ERG)测试中的表现的也大幅降低

图表 3 缺乏视杆细胞NMN的小鼠视力大幅下降(视网膜电图以亮光环境b波信号为例)

同时,缺乏视杆细胞NMN的小鼠的眼底图像更加浑浊,并出现视网膜分解、视神经衰退等一系列症状。证明视杆细胞NMN在维持小鼠视力上起到了至关重要的作用。

图表 4 小鼠眼底图像

接着,研究人员又敲低了小鼠视锥细胞上Nampt蛋白的表达基因,与上述结果相似,小鼠的视力也出现了显著降低。这再次验证了NMN水平对维持小鼠感光细胞功能的重要作用。

图表 5 缺乏视锥细胞NMN的小鼠视力大幅下降(视网膜电图以亮光环境b波信号为例)

确认了缺乏NMN对视力的损害后,研究人员便尝试让小鼠接受NMN治疗,以恢复小鼠的视力。结果显示,连续6天接受300mg/kg(换算到人身上大约为1.35g)的NMN腹腔注射后,无论是缺乏视杆细胞NMN还是视锥细胞NMN的小鼠都出现了明显的视力提升

图表 6 小鼠视网膜电图信号(以亮光环境b波信号为例)

综上所述,本次研究通过对小鼠感光细胞中的NMN水平的人为调低和恢复实验,确认了NMN在保护视力健康中的关键作用。且如研究人员所述,“由于NMN合成途径普遍存在于各类神经元中,且补充NMN可能具有保护神经的作用,因而本研究也为其他神经退行性疾病,如脑萎缩、老年痴呆症等的治疗提供了新思路。”

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