《炎症研究》显示NMN能有效防止干眼导致的小鼠眼细胞损伤

来自上海同济大学的研究团队发现用NMN处理处于高盐环境中的小鼠眼细胞可以降低其炎症水平,并使其免受损伤。

作者: Eva Chan, 北京协和医学院,公共卫生专业硕士

智能电子产品已成为现代生活中不可或缺的组成部分,它让我们的生活更加便捷的同时,也带来了近视、干眼症等眼部疾病的困扰。干眼症发病率逐年上升,尤其是近年来年轻人患干眼症越来越常见,但是并没有引起人们足够的重视。

干眼症患者泪液中的盐浓度过高,眼细胞长期处于这样的高盐环境会造成细胞损伤,长期进展下去容易引发干燥性角膜炎,甚至角膜溃疡

很多人对干眼症都存在明显的误解,认为“干眼症就是眼干,休息一会儿或者滴眼药水就能解决”。实际上,干眼症并非只是一时疲劳所致。当眼睛出现干涩、有异物感或者灼烧感等症状时,应考虑去医院检查是否患有干眼症。这些症状若长期得不到有效改善,会对视力造成严重的损害。

正常泪液的成分非常复杂,而干眼症患者泪液中的盐浓度过高,形成了高浓度盐溶液环境。眼细胞长期处于这样的高盐环境会造成细胞损伤,长期进展下去容易引发干燥性角膜炎,甚至角膜溃疡。角膜炎的反复发作又会导致患者角膜透明度降低,炎症吸收后就会形成不透明的白斑,降低患者的视力,严重情况下会导致患者失明。一旦出现干眼症就需要及时治疗,切不可掉以轻心。

人工泪液是干眼症的治疗方法之一,但是让眼细胞免受损伤才是治疗根本。最近《炎症研究》杂志(J Inflamm Res)上的一项研究发现,对于处在“人造干眼症”的高盐环境中的小鼠眼细胞,经NMN (β-烟酰胺单核苷酸)处理后可以保持活性,降低炎症水平,使眼细胞免受损伤。如果这些发现能够转化到人类身上,则意味着NMN就可以有效防止干眼症对眼睛的伤害。该研究成果来自上海同济大学医学院的Yi-Fang Meng等人。

NMN提高干眼症眼细胞的存活率

研究人员将小鼠眼细胞放置在高浓度的盐溶液中来模拟干眼症时的眼睛环境,并对这些眼细胞补充500μM的NMN,测量它们的存活率。结果发现NMN治疗可以有效防止眼细胞因高盐环境而死亡。这表明在类似于干眼症的高盐条件下,NMN对眼细胞具有显著的保护作用。

(Meng et al., 2021 | Journal of Inflammation Research
NMN处理可保护小鼠眼细胞免受高盐环境导致的细胞死亡。
左图:在实验室中用高浓度盐溶液模拟干眼病时的眼细胞环境。结果显示大约20%的细胞在高盐溶液中存活24小时后死亡,而NMN处理逆转了这一效果。
右图:在实验室中,没有高盐环境的健康眼细胞的死亡率约为5%,而在高盐环境中的细胞死亡率约为20%。用NMN处理后,高盐环境下的眼细胞可使细胞死亡率降低至5%左右,与健康细胞大致相同。

NMN通过激活长寿蛋白SIRT1来保护眼细胞

研究人员发现,在高浓度的盐溶液中,补充NMN不仅降低了眼细胞中导致炎症反应的重要分子白细胞介素IL-17a的水平,还可以升高长寿蛋白SIRT1(去乙酰化酶,一种参与细胞代谢和DNA修复的重要功能蛋白)的水平来降低炎症反应,而抑制SIRT1又会再次加重这种炎症反应。这些发现表明NMN通过激活SIRT1蛋白来减轻炎症反应并保护眼细胞免受损伤。

(Meng et al., 2021 | Journal of Inflammation Research
在高渗状态下,NMN增加了眼细胞的SIRT1蛋白,降低了炎症标记物IL-17a的水平。
高渗透压状态下的眼细胞显示出SIRT1水平降低和炎症标记物IL-17a水平升高。NMN处理后这些影响被抑制,表明NMN减少了高渗条件下的眼细胞炎症。应用SIRT1抑制剂又恢复了高渗透压带来的影响,表明NMN是通过激活SIRT1来减轻炎症。

NMN促进免疫细胞的愈合反应,提高眼细胞的修复能力

巨噬细胞是一种重要的免疫细胞,它们主要通过吞噬和消化细胞碎片以及病原体来保护生物体健康,还可以合成多种炎症相关因子。目前认为巨噬细胞在调节免疫反应时有两种状态:M1状态时的主要功能是上调炎症反应,杀伤附近的细胞;M2状态时的主要功能是下调免疫反应,促进周围细胞的修复愈合。

研究人员探索了NMN和IL-17a抑制剂对巨噬细胞的影响。结果发现,干眼症的高盐环境会导致M1巨噬细胞增多,而NMN和IL-17a抑制剂促进了M2巨噬细胞增多。这些实验表明,NMN会抑制巨噬细胞的杀伤功能,并通过抑制IL-17a来促进愈合功能。

(Meng et al., 2021 | Journal of Inflammation Research
NMN和IL-17a抑制剂将巨噬细胞从M1(杀伤周围细胞)转变为M2(治愈周围细胞)。
为了研究眼细胞暴露于高渗环境时巨噬细胞发生的免疫反应,研究人员测定了相关基因的活性,这些基因分别参与杀伤和治愈过程。他们发现NMN降低了M1巨噬细胞的基因活性,并普遍提高了M2巨噬细胞的基因活性。IL-17a抑制剂的效果相同。这表明NMN通过抑制IL-17a的功能促进了巨噬细胞从细胞杀伤到愈合的转变。

由此可见,这项研究证明了NMN能够通过激活SIRT1和降低IL-17a水平,减少高盐环境下的眼细胞的炎症反应,从而有效保护眼细胞免受损害。这项研究成果为未来治疗干眼症提供了重要思路。

不过更应该引起每个人重视的是,我们应当养成良好的用眼习惯,尤其是过度用眼、长期佩戴隐形眼镜,以及滥用眼药水的人,更应该加强对眼睛的保护,若出现了眼部不适症状也应考虑及时就医。