《Cells》研究发现:NMN可在三周内急速改善肥胖小鼠后代的代谢障碍

  澳大利亚新南威尔士大学研究表明,NMN治疗8天可显著改善由于母亲和幼鼠高脂饮食引起的小鼠葡萄糖耐量受损;NMN治疗3周可显著减少由于母亲肥胖引起的后代雄性小鼠的肝脏脂质堆积。

  肥胖是继心血管疾病和癌症后,人类健康的第三大杀手。儿童肥胖也逐渐成为全球瞩目的公共卫生问题,《中国儿童肥胖报告》显示,预计到2030年,我国7岁及以上学龄儿童超重和肥胖的检出率将达到28%。这种生命早期的超重和肥胖不仅会引发智力下降、行动迟缓、心理障碍等问题,还会增加成年期的脂肪肝、高血压和糖尿病等代谢性疾病的风险。

《Cells》研究发现:NMN可在三周内急速改善肥胖小鼠后代的代谢障碍插图NMN

图1 母亲肥胖对其子女是否肥胖具有重要影响

  母亲肥胖和不良饮食习惯(如高脂高糖饮食)被认为是导致其后代生命早期超重或肥胖的关键影响因素。为了治疗由代际肥胖引发的代谢障碍,科学家们将NMN(β-烟酰胺单核苷酸)作为一个关键突破点进行了探索。先前的研究已表明,在肥胖母亲的雌性后代中,注射NMN可以改善小鼠的新陈代谢并减少脂肪堆积1。然而,迄今为止还没有研究专门探讨过NMN对肥胖母亲的雄性后代代谢的影响。

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图2 澳大利亚新南威尔士大学

  因此,澳大利亚新南威尔士大学(The University of New South Wales)的Uddin及其同事开展了相关实验,他们发现,仅三周的NMN给药就能够减少肥胖母亲的雄性后代小鼠的肝脏脂肪含量,并改善由母亲肥胖和慢性高脂饮食导致的代谢障碍2。这项研究已被发表在《细胞》(Cells)杂志。

《Cells》研究发现:NMN可在三周内急速改善肥胖小鼠后代的代谢障碍插图2NMN

  图3 《细胞》文章显示,仅三周的NMN给药就能够减少肥胖母亲的雄性后代小鼠的肝脏脂肪含量,并改善由母亲肥胖和慢性高脂饮食导致的代谢障碍

  实验设计:对母亲和后代雄性小鼠饲喂高脂饮食构建肥胖小鼠模型

  研究人员通过分别给雌性小鼠饲喂高脂饮食和正常饮食来构建肥胖小鼠(图4.H)和正常小鼠(图4.C)模型。在9周大时,将这些雌性小鼠与同一来源的成年雄性小鼠交配,而这些雌性小鼠的饮食习惯(高脂饮食或正常饮食)贯穿整个孕期和哺乳期。它们的雄性后代,在断奶后30周左右也分别饲喂高脂饮食(图4.CH和HH)和正常饮食(图4.CC和HC),在31~34周时将它们分成两组,分别注射NMN(500mg/kg)和生理盐水(对照组),最终这些雄性小鼠被分至8个小组(详见图4),科学家们在34周时对其进行了相关检测。

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图4 小鼠试验干预处理及分组概况

  注:组编码中第一个字母表示母亲饮食,第二个字母表示后代雄性小鼠断奶后的饮食,第三个字母代表不同的干预,其中,C:正常饮食,H:高脂饮食,V:注射生理盐水,N:注射NMN。

  母亲和幼鼠高脂饮食对小鼠体重的影响

  正如预期的那样,无论断奶后饮食如何,肥胖母亲的雄性后代小鼠(HC和HH)的体重都高于正常饮食组(CC和CH),肝脏和腹膜内的脂肪含量也显著增加。此外,断奶后给幼鼠饲喂高脂饮食还会加剧体重的增加,特别是母亲和后代均食用高脂饮食的小鼠(HH),它们体重几乎是正常小鼠的2倍(CC),详见图5。

《Cells》研究发现:NMN可在三周内急速改善肥胖小鼠后代的代谢障碍插图4NMN

图5 母亲和幼鼠高脂饮食对小鼠体重的影响

  注:图例中第一个字母表示母亲饮食,第二个字母表示断奶后幼鼠的饮食,其中,C:正常饮食,H:高脂饮食。

  NMN治疗抵消了母亲和幼鼠高脂饮食对小鼠脂肪含量的影响

  为了研究短期NMN治疗是否可以对饲喂高脂饮食的雄性后代小鼠产生有益影响,Uddin及其同事连续三周给小鼠注射NMN(500 mg/kg),并在治疗结束后对小鼠进行体重和脂肪含量的检测。结果显示,在肥胖母亲的后代中,饲喂高脂饮食和正常饮食的小鼠(HHN和HCN)的肝脏脂肪分别减少了23%和50%。

  NMN治疗改善了母亲和幼鼠高脂饮食引起的葡萄糖耐量受损

  葡萄糖耐量是反映机体对血糖浓度的调节能力的常用指标,葡萄糖耐量受损通常被认为是糖尿病的前期表现。因此,研究人员也分析了NMN治疗(500 mg/kg,8天)对小鼠葡萄糖耐量的影响。结果显示,在肥胖母亲的后代中,高脂饮食的小鼠(HHV)葡萄糖耐量受损严重,注射NMN可以显著改善小鼠(HHN)的葡萄糖耐受不良。而在断奶后正常饮食的小鼠中(HCN),NMN的治疗效果不明显。这说明,NMN治疗可能对那些代谢受损严重的小鼠更有益(如图6)。

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图6 急性NMN治疗对肥胖母亲后代雄性小鼠的葡糖耐量的影响

  注:图例中第一个字母表示母亲饮食,第二个字母表示断奶后幼鼠的饮食,第三个字母代表不同的干预,其中,C:正常饮食,H:高脂饮食,V:注射生理盐水,N:注射NMN;***代表p < 0.01,表示断奶后饮食效果具有显著性;^^^代表 p < 0.001,表示NMN的效应具有显著性。

  本研究更加清晰的展示了母亲肥胖和不良饮食习惯对雄性后代的负面影响,并证明注射NMN补充剂会产生有益的代谢结果。与雌性后代的研究结果一致,NMN治疗始终在代谢受损最严重的小鼠中效果更明显1。这些数据为NMN治疗代际肥胖提供了有力的证据,若是可以成功转化应用到人类肥胖的治疗,将会产生不可预估的健康效益。

  参考文献

  1.Uddin G.M., Youngson N.A., Doyle B.M., Sinclair D.A., Morris M.J. Nicotinamide mononucleotide (NMN) supplementation ameliorates the impact of maternal obesity in mice: Comparison with exercise. Sci. Rep. 2017;7:15063. doi: 10.1038/s41598-017-14866-z.

  2.Uddin GM, Youngson NA, Chowdhury SS, Hagan C, Sinclair DA, Morris MJ. Administration of Nicotinamide Mononucleotide (NMN) Reduces Metabolic Impairment in Male Mouse Offspring from Obese Mothers. Cells. 2020 Mar 25;9(4):791. doi: 10.3390/cells9040791.

  文章来源:https://www.nmn.cn/news/ca13n