研究顯示 NMN 可以激活能預防癌症的免疫細胞

口服或皮下注射 NMN 可以改善實驗老鼠體內負責攻擊癌症及受病毒感染細胞的免疫細胞。

摘要:

  • NMN 增加了自然殺手細胞 (NK 細胞,natural killer cell) 破壞癌細胞的能力 (細胞毒性 cytotoxicity) ,而不會增加免疫細胞數量。
  • 該研究支持服用 NMN 有機會可以在衰老過程中,恢復自然殺手免疫細胞 (natural killer immune cell) 的活躍度,以保持人體組織的健康。

隨著人類平均壽命的延長,人們經歷不佳健康狀況和患上與年齡有關的疾病的時間亦同時延長,從而導致重大的經濟和社會成本。 導致年齡相關疾病的一個重要因素是免疫功能下降,即是負責消滅癌症和受病毒感染細胞的 NK 細胞變得不及以前有效。 目前,尚無有任何方法可以在衰老過程中恢復 NK 細胞的功能。換言之,能夠刺激 NK 細胞活化的化合物很有可能可以預防與年齡相關的疾病或延緩以上疾病的惡化。

日本順天堂大學的 Okumura 博士及其同事使用 NMN 治療老鼠,以恢復 NK 細胞的細胞毒性——一種可破壞故障細胞的能力。 在一份發表於 Biomedical Research 的研究中顯示,當連續四天注射(313、625 或 1250 mg/kg)或口服(625 mg/kg)NMM時,老鼠體內 NK 細胞出現改變。值得注意的是,增強的 NK 細胞細胞毒性並非因為更高的 NK 細胞數量,而是因為 NK 細胞摧毀癌細胞的能力提高了。 這些發現支持補充 NMN 可以減少隨著年齡增長而減少癌前細胞和病毒感染細胞的積累,從而提高 NK 細胞免疫力和整體組織健康。

NAD+ 水平和免疫功能隨著年齡的增長而下降

身體的很多方面都會隨著年齡的增長而下降,NK免疫細胞功能也不例外。 隨著年齡的增長,與年齡相關的免疫功能退化與一種稱為 諾加因子NAD+ 的水平有關,該因子也隨著年齡的增長而下降。 然而,提高 NAD+ 水平已被證明可以改善老鼠的免疫功能。 例如,研究表明,通過抑制 NAD+ 消耗酶來提高 NAD+ 水平可以提高免疫力,從而減弱老鼠的腫瘤。

NAD+ 前體 NMN 有助於與年齡相關的疾病,如胰島素阻抗 (insulin insensitivity) 和代謝障礙,如痴肥。 此外,由於提高 NAD+ 水平已被證明可以對抗老鼠的腫瘤,因此它也可能增強 NK 細胞的對抗腫瘤的能力。若然能確認 NMN 是否能恢復 NK 細胞中的免疫作用,我們便知道 NMM 會否就是科學界一直尋找能夠恢復細胞毒性的化合物。

(Paul & Lal|Frontiers in Immunology) 自然殺手免疫細胞的細胞毒性反應如何針對癌症和病毒感染的細胞。 在第一步 (A) 中,NK 細胞識別目標細胞並向其聚集。 在第二步 (B) 中,細胞重組其內部結構以朝向目標細胞。 第三步 (C) NK 細胞對接並靠近目標癌細胞。 第四步 (D) NK 細胞破壞目標癌細胞,使其破裂。

注射 NMN 增強老鼠免疫細胞活性

為了分析 NMN 對 NK 細胞的影響,Takeda 和 Okumura 給不同年齡的老鼠注射了 NMN,並評估了 NK 細胞的活化和細胞毒性。研究二人組將不同劑量的 1250、625、313 或 125 mg/kg/day 的 NMN 注射到 36 周大的老鼠體內四天,然後從肝臟和脾臟中收集 NK 細胞。 然後將這些 NK 細胞放入裝有不同比例癌細胞的培養皿中,並根據被破壞的癌細胞的百分比分析細胞毒性。 這些發現表明,注射 313 mg/kg 或更多的 NMN 可增強衰老 NK 細胞破壞老鼠功能失調細胞的能力。

(Takeda & Okumura, 2021 | Biomedical Research) NMN 注射劑(313 mg/kg/day或更高)顯著增強了 36 週齡老鼠的 NK 細胞毒性。effector/target 比率代表 NK 細胞與癌細胞的比例。 細胞毒性百分比——被分析的癌細胞中被破壞的癌細胞的百分比——隨不同的 effector/target 比率而變化。 10 和 5 的 effector/target 比率表明 NMN 在肝臟中的細胞毒性顯著增強,而 100 的 effector/target 比率對於 NMN 在脾臟中的功效是最佳的。 倒置的實心三角形表示 125 mg/kg/day 的劑量,直立的和實心三角形表示 313 mg/kg/day 的劑量,實心方塊表示 625 mg/kg/day 的劑量,實心圓圈表示 1250 mg/kg/day 劑量值。 這些結果表明,NMN 有益的細胞毒性促進益處具有組織特異性作用,可根據組織類型在不同的 effector/target 細胞比率下進行優化。

口服 NMN 可改善老鼠免疫細胞功能

使用相同的細胞毒性測量方法,研究小組隨後試圖確定口服 NMN 是否有類似的好處。 在 Takeda 和 Okumura 用於分析的 32 週齡老鼠中,625 mg/kg 的口服補充 NMN 顯著增強了 NK 細胞的細胞毒性。 注射或口服 NMN 都不會增加 NK 細胞數量。 這結果強烈支持補充 NMN 可改善老鼠的整體 NK 細胞細胞毒性,因為 NK 細胞顯示出改善的、有效的癌細胞破壞能力,而不是變得更多。

(Takeda & Okumura, 2021 | Biomedical Research) 625 mg/kg/day 劑量的口服 NMN 補充劑可增強脾臟和肝臟的細胞毒性。 最佳 effector/target 比率——NK 細胞與癌細胞的比例——肝臟為 5、10 和 20,脾臟為 200。 在這些比率下,被破壞的癌細胞的百分比,細胞毒性百分比,在 625 毫克/千克/天的劑量下顯著增加(圖中的實心方塊)。 這些發現表明,口服和注射 NMN 可以提高兩種不同老鼠品系的 NK 細胞毒性。

Okumura 及其同事在他們的出版物中說:“我們在本文中證明,腹膜注射或口服 NMN(哺乳動物中關鍵的 NAD+ 中間體)可增強 NK 細胞的細胞毒性。”

研究繼續表明,在胰島素敏感性降低、跑步耐力和肌肉功能老化等條件下,NMN 在老鼠出現的健康益處有機會轉化至人類。因此,儘管這些結果未能提供確切的轉化方式,但該研究為 NMN 通過改善 NK 細胞的細胞毒性而提高老年人免疫力帶來了希望。

不過,研究局限 NMN 在 NK 細胞與癌細胞的不同比例下以最佳方式增強 NK 細胞的細胞毒性,但並未探討這發現的意義。例如,口服 NK 細胞與癌細胞的最佳比例在肝臟中為 10 到 20,而在脾中為 200。

另一個限制是細胞毒性分析是在實驗室培養皿中完成的,在活組織上並不一定有同樣效果。未來的實驗可以利用活體動物組織中的細胞毒性測量來進一步支持 NMN 增強 NK 細胞的細胞毒性。

 

資料參考:

NAD + Axis 調節免疫治療性抗腫瘤 T 細胞反應

NK 細胞的功能機制及其在癌症免疫治療中的重要性

NMN 增強年輕和老年老鼠 NK 細胞的細胞毒活性

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