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讓光線(較少)存在:nmn 和其他 nad+ 前驅物保護角膜免受 uvb 造成的損傷

Nmn 和其他 nad+ 前驅物可保護角膜免受 uvb 造成的損傷

視力障礙和失明影響著全球 2.85 億人,導致獨立性和生活品質顯著下降,並對全球經濟產生重大影響。 儘管視力喪失可能由數百種潛在原因引起,但過度暴露於紫外線 b 射線 (uvb) 就是其中之一。 導致曬傷和嚴重皮膚病的同類射線、陽光、曬黑床或其他人造光的 uvb 暴露也對眼睛非常有害。

Nad+(煙醯胺腺嘌呤二核苷酸)是一種可能能夠防止 ubv 損傷的化合物,它是我們體內每個細胞正常運作所需的重要輔酶。 隨著年齡的增長,nad+ 水平顯著下降,導致器官和組織(包括眼睛)的損傷、疾病和功能障礙增加。 先前的研究 研究發現,提高 NAD+ 及其前體(例如菸鹼醯胺單核苷酸 (NMN))的水平,可以改善一些與視力相關的疾病的結果。

在最近的一項研究中,來自中國的一個研究小組 研究了使用這些 NAD+ 前驅物如何在 UVB 照射後使眼睛受益,特別是對角膜的特定細胞。 透過這樣做,他們可能找到了解決這個明顯問題的潛在治療方法(雙關語)。

讓光線進入:角膜是眼睛的窗戶 

角膜是眼睛前方的透明保護層,可作為抵禦污垢和細菌和病毒等致病病原體的屏障,同時也能過濾和折射進入的光線。 透明的角膜對於清晰的視力至關重要—您可以將角膜想像成眼睛的窗玻璃。 當窗戶變得更厚、受損或更不透明時,透過它看東西就會變得更加困難。 這種厚度和不透明度的增加可能是由於角膜損傷造成的,導致視力模糊、對光敏感,最終導致失明。 角膜上皮位於覆蓋角膜的外層,這是保護其下方角膜的單層細胞。 角膜最內層是角膜內皮細胞(cec),提供屏障保護和調節幫浦功能-將液體和營養物質泵送到眼睛需要的地方的能力。

雖然許多因素都會損害 cec,但這些細胞特別容易受到 uvb 射線的損害,因為眼睛的這一部分是所有類型光線的第一個進入點。 過度的 uvb 輻射會導致功能性 cec 的數量和密度下降,導致視力受損、眼睛渾濁或混濁增加、角膜水腫或腫脹以及細胞凋亡(也稱為程序性細胞死亡)。 儘管細胞凋亡對某些器官和組織是有益的,因為它可以消除受損細胞,但 cec 的殺死是一個不可逆的過程。 一旦 cec 消失,它們就無法再生,這與外層角膜上皮細胞的再生能力相反。 cec 喪失達到一定階段後,恢復喪失視力的唯一可用治療方法是角膜移植。 作為這些侵入性手術的潛在替代方案,zhao 和同事想知道,用nmn 和煙酰胺(nic) 兩種前體提高nad+ 水平是否可以預防小鼠和培養的人類cec 在uvb 暴露後的角膜損傷並阻止細胞凋亡。

角膜上皮位於覆蓋角膜的外層,這是保護其下方角膜的單層細胞。 角膜最內層是角膜內皮細胞

Uvb 暴露的不良後果

Uvb 射線會增加氧化壓力(發炎和高反應性化合物的積累),從而損害角膜,並導致我們的 dna 和粒線體(細胞的能量中心)功能障礙。 與這種角膜損傷有關的另一個途徑是 uvb 誘導的 akt 酶抑制。 由於 akt 是阻止細胞凋亡所必需的,因此抑制它不利於 cec 的健康和存活。 在這項研究中,研究小組觀察了暴露於 uvb 48 小時後的小鼠角膜。 如預期的那樣,uvb 輻射後,小鼠角膜的不透明度和厚度顯著增加,cec 密度降低,cec 凋亡增加。 

此外,uvb 暴露顯著降低了角膜 nad+ 水平和 nampt 活性,nampt 是一種限速酶,它使用另一種稱為菸鹼醯胺的相關化合物來產生 nmn,然後將其轉化為 nad+。 這種關係以前是未知的——正如作者所描述的,“據我們所知,這是第一項報告 uvb 照射損害角膜內皮細胞 nad+ 生物合成的研究。” 從那時起,zhao 和同事測試了在 uvb 輻射前 6 小時施用 nad+ 前體是否可以減輕小鼠和人類 cec 培養物中的角膜損傷並減少細胞凋亡。

Nad+ 前身消除損害 

透過注射 nic、nmn 或 nad+ 對小鼠進行預處理,可以防止未經治療的小鼠出現角膜和 cec 損傷。 uvb 照射 48 小時後,這些接受治療的小鼠角膜變得更清晰,角膜厚度減小,並且 cec 細胞凋亡受到抑制,這是透過 akt 訊號重新激活介導的。 值得注意的是,當將抑制 akt 的化合物添加到混合物中時,nic 和 nmn 沒有發揮相同的抗凋亡作用,這表明維持 akt 途徑對於該過程至關重要。 這些結果似乎也適用於人類,因為在 uvb 輻射之前對 nad+ 前體進行預處理,培養的人類 cec 的存活率增加,細胞凋亡減少。

Nmn 可以減輕 uvb 暴露造成的角膜損傷

Nmn是眼睛防曬乳嗎?

儘管 nmn 和 nic 無法再生丟失的角膜內皮細胞(在目前的研究中,沒有什麼可以做到),但使用這些 nad+ 前體進行預處理確實可以防止 uvb 暴露後細胞損傷和死亡的發生。 雖然在隨機角膜損傷發生之前不太可能用這些化合物進行急性預處理(畢竟我們沒有通靈能力),但定期服用 nmn 可能會減輕未來可能出現的 cec 損傷和視力喪失。 這些結果對於在戶外工作或經常暴露在 uvb 射線下的人特別有用,因為長期未受保護的陽光照射會嚴重損害角膜。

雖然我們不確定 nad+ 前體對實際人類角膜的影響(我們確實知道它有益於培養的人類 cec),但補充 nmn 可能是保護眼睛免受 uvb 傷害的低風險選擇。 現在,在(內部)塗上厚厚的 nmn,但不要忘記你的太陽眼鏡。


參考:

Ebeling MC、Polanco JR、Qu J、Tu C、Montezuma SR、Ferrington DA。 改善視網膜粒線體功能作為老年黃斑部病變的治療方法。 氧化還原生物。 2020;34:101552。 土井:10.1016/j.redox.2020.101552

趙春,李文,段華,等。 nad+ 前驅細胞可保護角膜內皮細胞免受 uvb 誘導的細胞凋亡。 Am J 生理學 細胞生理學。 2020;318(4):c796-c805。 土井:10.1152/ajpcell.00445.2019



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