《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缓解高脂饮食诱导心肌衰老的机制研究：通过动物实验和细胞模型发现NMN通过激活Sirt3/PINK1/Parkin信号通路减轻心肌纤维化、炎症和细胞凋亡，并增强自噬-溶酶体功能，为代谢心肌病治疗提供新思路。
文欣|陈宇诺|韩远春|王建鹏|董文焕|王子平|王婷|熊张娥
武汉科技大学医学院药学工艺研究所，武汉科技大学附属武汉亚洲综合医院，中国武汉430065
摘要
背景
长期高脂肪饮食（HFD）的摄入与代谢性心肌病的发展有关，并会加速心脏老化。烟酰胺单核苷酸（NMN）是NAD+的关键前体，在改善与年龄相关的心脏功能衰退方面显示出潜力，但其作用机制尚未完全明了。
方法
14个月大的雄性C57BL/6J小鼠被分为三组：正常饮食组（ND）、高脂肪饮食组（HFD）和HFD+NMN组。NMN以400 mg/kg的剂量添加到它们的饮用水中，持续7个月。收集心脏组织并使用苏木精-伊红（H&E）和Masson三色染色、Western blotting、定量实时PCR以及免疫组化技术进行分析。在体外实验中，H9c2心肌细胞暴露于棕榈酸（PA）以建立脂毒性模型，并通过MTT测定和mRFP-GFP-LC3腺病毒转染来评估NMN对细胞活力和自噬流的影响。
结果
与HFD组相比，NMN处理显著降低了心脏指数，改善了心肌纤维化，并减少了与衰老相关的分泌表型（SASP）标志物（Serpine1、MMP3、CXCL-1、CXCL-10、P16；P<0.05）以及衰老标志物（P21和β-gal；P<0.01）、促炎细胞因子（IL-1β和TNF-α；P<0.05）和凋亡指标（Bax/Bcl-2比值、切割的caspase-3；P<0.01）的表达水平。相反，NMN处理提高了心脏组织中抗炎因子IL-10的水平（P<0.01）。此外，NMN处理增加了Sirt3、PINK1和Parkin的蛋白水平（P<0.01），并增强了自噬-溶酶体标志物（包括LC3-II/LC3-I比值和TFEB；P<0.05），同时降低了心脏组织中的p62水平（P<0.01）。在H9c2心肌细胞中，NMN处理显著减轻了PA诱导的细胞毒性（P<0.01）并增强了受损的自噬流。值得注意的是，这些保护作用在同时使用选择性Sirt3抑制剂3-TYP时被消除。
结论
NMN通过激活Sirt3/PINK1/Parkin信号通路，增强自噬-溶酶体功能，从而减轻了老年小鼠因HFD引起的心肌损伤。这些发现表明NMN是治疗代谢性心肌病的一个有前景的治疗候选物。
引言
由HFD引起的代谢紊乱被广泛认为是心血管疾病发生和进展的重要风险因素[1]、[2]、[3]。长期摄入高脂肪食物会导致心肌细胞内脂质过度积累和脂肪酸氧化受损[4]、[5]。这些代谢紊乱通过脂质毒性介导，导致胰岛素抵抗、氧化应激和炎症反应，最终导致心肌细胞凋亡和病理性的心脏重塑[6]、[7]。这一系列病理改变统称为代谢性心肌病[4]。临床证据表明，HFD引起的心脏损伤最初表现为舒张功能障碍，随着病情恶化可能会发展为心力衰竭[7]、[8]、[9]。
线粒体功能障碍是HFD引起的心肌损伤的核心病理机制[10]、[11]。鉴于心脏的高能量需求，其正常功能严重依赖于线粒体的能量稳态。长期暴露于HFD会通过增加脂肪酸氧化同时降低氧化磷酸化效率来破坏线粒体功能。这种功能失衡导致心肌氧气消耗增加和ATP合成减少，从而使心肌细胞处于持续的能量压力状态[12]、[13]。同时，脂质过氧化产物的积累进一步损害线粒体结构完整性并触发凋亡信号通路的激活[6]。新兴证据强调了线粒体自噬在线粒体质量控制中的关键作用——这是一种选择性细胞过程，负责清除受损的线粒体[14]、[15]、[16]。在涉及的分子通路中，PINK1/Parkin信号级联是线粒体自噬的关键调节因子[17]、[18]。研究表明，长期HFD摄入会抑制PINK1/Parkin信号通路，导致功能失调的线粒体积累，从而加速心肌功能障碍的进展[19]、[20]。
NMN是NAD
+的关键前体，通过提高细胞内NAD
+浓度和激活Sirtuin蛋白家族来发挥广泛的生物学效应[21]、[22]。在心脏保护方面，NMN已被证明可以通过激活Sirt3来增强线粒体能量代谢和抗氧化能力[23]。临床前研究表明，NMN给药显著改善心脏功能，减轻心肌细胞凋亡，并延缓衰老和缺血-再灌注损伤模型中心力衰竭的进展[24]。值得注意的是，新兴证据表明，NMN的心脏保护作用可能与其在线粒体自噬中的调节作用密切相关。作为上游调节因子，Sirt3可能通过调节PINK1/Parkin信号通路来促进受损线粒体的清除，从而维持线粒体质量稳态[25]、[26]。
然而，直接实验证据支持NMN通过Sirt3/PINK1/Parkin信号轴调节线粒体自噬并因此改善HFD引起的心脏老化的假设仍然很少。本研究旨在探讨NMN给药对HFD引起的心脏老化的保护作用，并阐明涉及Sirt3/PINK1/Parkin信号通路的具体调节机制。
动物实验
动物实验
雄性C57BL/6J小鼠来自湖北省疾病预防控制中心，饲养在相对湿度为50 ± 5%、温度为22 ± 2 °C的无特定病原体环境中。小鼠在14个月大之前被提供标准饮食。14个月的喂养期后，小鼠被随机分配到以下组（每组n=12）：（1）正常饮食组（ND），喂食普通维持饮食（1022，购买自……）
NMN改善HFD引起的衰老小鼠的心脏病理改变
结果显示，与HFD组相比，NMN处理显著降低了心脏重量与体重的比值（图1B）。心脏切片的H&E染色显示，HFD组的心肌细胞结构比ND组更加紊乱（图1C）。此外，Masson三色染色显示HFD组的胶原沉积显著增加，纤维化区域扩大，表现为蓝色染色区域的扩大（图1C-D，P<0.01）。相比之下，……
讨论
本研究阐明了NMN通过Sirt3/PINK1/Parkin信号通路调节线粒体自噬的机制，从而改善了HFD引起的与衰老相关的心肌损伤。长期高脂肪饮食会导致心肌细胞内脂质过度积累和脂肪酸氧化代谢紊乱，进而导致线粒体功能障碍、炎症反应增强和细胞凋亡增加。这些病理改变……
作者贡献
X.W.、Y.N.C.、Y.C.H.、J.P.W.、W.H.D.和Z.P.W.进行了实验。T.W.和Z.E.X.构思并设计了实验框架，并在整个修订过程中提供了关键反馈和指导。X.W.、Y.N.C.和T.W.在所有合作者的参与下起草了手稿。所有作者审阅并批准了手稿的最终版本。
伦理声明
所有动物研究（WUST202020）均已获得相应伦理委员会的批准。
支持来源
本工作得到了武汉市卫生健康委员会研究基金（WX21D02）和湖北省卫生健康委员会研究基金（WJ2025M026）的支持。
