La enfermedad cerebrovascular isquémica incluye dos tipos: el ictus isquémico transitorio y el infarto cerebral. Entre ellas, el infarto cerebral se denomina ictus isquémico (IS) en el diagnóstico de la medicina tradicional china, que es una enfermedad causada por diversas razones que conducen a trastornos locales del riego sanguíneo en las regiones del tejido cerebral, dando lugar a lesiones isquémicas e hipóxicas y a la necrosis del tejido cerebral, y produciendo posteriormente una serie de trastornos funcionales neurológicos. Sus elevadas tasas de mortalidad y discapacidad, así como sus complejos mecanismos patológicos, suponen cada año una importante carga económica para el mundo. La privación de oxígeno y glucosa (OGD) en células cerebrales es el modelo in vitro más utilizado de ictus isquémico, ampliamente empleado en la investigación básica y preclínica del ictus.
La autofagia está ampliamente presente en las células eucariotas y desempeña un papel importante en la regulación de los procesos de supervivencia y muerte celular. Un gran número de estudios sugieren que la autofagia está estrechamente relacionada con la aparición y el desarrollo de lesiones cerebrales isquémicas. Algunos estudios han demostrado que la autofagia neuronal puede aliviar la lesión cerebral isquémica, mientras que otros han informado de que la autofagia neuronal puede exacerbar la lesión cerebral isquémica, pero el mecanismo específico aún no está claro.
El β - mononucleótido de nicotinamida (NMN) está presente en diversos alimentos y es crucial para regular el envejecimiento celular y mantener las funciones corporales normales. Participa en la transducción de muchas vías importantes de señalización intracelular. Hay informes de investigación que indican que la administración de NMN in vitro puede convertirlo rápidamente en NAD+ para regular el envejecimiento celular y mantener las funciones corporales normales. El NMN puede compensar la disminución de NAD+ causada por la IS y mejorar el daño neuronal en la isquemia cerebral. Esto sugiere que el NMN desempeña un cierto papel en la IS. Los estudios han demostrado que el NMN puede promover la regeneración neurovascular, mejorar la función endotelial microvascular del cerebro y tener efectos antiinflamatorios y antiapoptóticos. También hay algunos estudios que sugieren que el NMN puede ejercer efectos contra la lesión cerebral isquémica mediante la regulación de la autofagia, pero el mecanismo específico por el que el NMN regula la autofagia y la lucha contra la IS aún no está claro.
El objetivo de este estudio es construir un modelo celular PC12 con privación de oxígeno y glucosa. La tasa de supervivencia celular se midió mediante el ensayo MTT in vitro, los autofagosomas y los autolisosomas se detectaron mediante microscopía electrónica de transmisión, la intensidad de fluorescencia de los autofagosomas se observó mediante MDC, y la expresión de proteínas relacionadas con la autofagia de LC3-II/LC3-I, Beclin1, p62, y P-mTOR/mTOR se detectaron mediante Western blot. El objetivo es aclarar el efecto de NMN sobre el daño autofágico inducido por OGD en células PC12.

El estudio de The Lancet de 2017 mostró que el ictus es la principal enfermedad causante de años de pérdida de vida en China, con una rápida progresión de la enfermedad y altas tasas de mortalidad y discapacidad. Entre ellos, el IS representa entre 60% y 70% de todos los ictus, que está causado por una obstrucción vascular que provoca una disminución del suministro de sangre a una determinada zona del cerebro. Tras la isquemia cerebral y la hipoxia, puede desencadenarse una serie de reacciones patológicas y fisiológicas como la autofagia, la apoptosis, el estrés oxidativo y la sobrecarga de calcio intracelular. El largo ciclo de recuperación de los supervivientes de IS ha aumentado la carga económica mundial. En la actualidad, existen muchas contraindicaciones para los fármacos utilizados en el mercado para la prevención y el tratamiento del IS. Por lo tanto, es necesario explorar continuamente fármacos para la prevención y el tratamiento de la IS. La OGD es un modelo clásico para estudiar el SI in vitro. La línea celular PC12 es una de las líneas celulares más utilizadas para el estudio de la lesión neuronal, comúnmente utilizada en la investigación de la lesión por isquemia e hipoxia. Por lo tanto, este experimento utilizó el modelo celular PC12 OGD para la investigación in vitro.
El NMN es una sustancia presente de forma natural en el cuerpo humano y también en muchos alimentos, con un peso molecular de 334,22. Es un producto de la reacción de la nicotinamida fosforribosiltransferasa y también uno de los precursores clave del NAD+. Los estudios han descubierto que la regulación de los niveles de NMN en los organismos tiene buenos efectos terapéuticos y reparadores en enfermedades cardiovasculares y cerebrovasculares, enfermedades neurodegenerativas y enfermedades degenerativas relacionadas con la edad. También hay informes de investigación que indican que la administración de NMN puede reducir el tamaño del infarto y el daño neurológico en modelos de MCAO en ratas. En este experimento, se utilizó el ensayo MTT para demostrar que la OGD puede reducir la tasa de supervivencia de las células PC12. NMN puede aumentar la tasa de supervivencia de las células PC12 OGD en concentraciones de 400, 800 y 1600 μ mol / L, con la mayor tasa de supervivencia observada en una concentración de 800 μ mol / L; Sin embargo, no hubo diferencias significativas en la tasa de supervivencia celular entre NMN200 y 3200 μ mol / L concentraciones, lo que indica que 200 μ mol / L concentración aún no ha alcanzado la concentración efectiva para mejorar OGD inducida por la tasa de supervivencia de células PC12, mientras que 3200 μ mol / L concentración puede haber causado ciertos daños a las células debido a la concentración excesiva.
La autofagia, también conocida como muerte celular programada de tipo II, se refiere al proceso en el que las células, bajo la regulación de genes relacionados con la autofagia, utilizan los lisosomas para degradar macromoléculas y orgánulos dañados, desnaturalizados o envejecidos para mantener su supervivencia, diferenciación, crecimiento y estabilidad. Las investigaciones demuestran que la autofagia se induce tras una IS, y que la autofagia también se produce y desarrolla con el proceso patológico de la IS, desempeñando diferentes funciones reguladoras en las fases aguda, subaguda, de recuperación y de secuelas de la IS.
MTOR es una proteína cinasa serina/treonina atípica con un peso molecular relativo de 289 kDa. La unión de distintas proteínas puede formar dos complejos diferentes, a saber, mTORCl y mTORC2. MTORCl es sensible a la rapamicina y se encarga de integrar factores de crecimiento y señales nutritivas, regulando principalmente la autofagia celular, la biogénesis de ribosomas, la traducción de proteínas y la síntesis de lípidos. MTORT se considera una válvula para la autofagia. Las investigaciones han demostrado que la mTOR fosforilada puede aliviar el daño oxidativo por privación de glucosa y desempeñar un papel protector en las células. 3-MA es un inhibidor de la autofagia de uso común. RAPA es un inhibidor de mTOR que puede inducir la autofagia mediante la inhibición de mTORC1, también conocido como un activador de la autofagia. En este experimento se establecieron grupos de 3-MA y RAPA para intervenir y regular la autofagia inducida por OGD en células PC12; al mismo tiempo, también se establecieron grupos de 3-MA, RAPA y combinación de fármacos para observar si el NMN podía contrarrestar los efectos de 3-MA o RAPA sobre la autofagia inducida por OGD en células PC12.
Los niveles de las proteínas Beclin-1, LC3 y p62 pueden servir como importantes indicadores de detección de la autofagia. Beclin1 es un regulador maduro de la autofagia que se correlaciona positivamente con la autofagia. Beclin1 interactúa con proteínas como VPS15, VPS34, ATG14 para realizar funciones de autofagia y transporte de membrana. LC3 es un homólogo de la ubiquitina como modificador ATG8 en la levadura, que se cree que desempeñan un papel en la autofagia. Tras el tratamiento con ATG4, LC3 pierde su residuo C-terminal y se transforma en LC3-I. LC3-I sufre una cascada de reacciones enzimáticas similares a la ubiquitinación, uniéndose covalentemente a la molécula lipídica fosfatidiletanolamina de la membrana del autofagosoma, transformándose en LC3-II. Un aumento de la relación LC3-II/LC3-I indica un aumento de los niveles de autofagia. P62 es una proteína marcadora que refleja la actividad de la autofagia, y su nivel proteico está negativamente correlacionado con la autofagia. Es decir, cuando se produce la autofagia, la proteína p62 se degrada continuamente en el citoplasma; cuando la actividad de autofagia se debilita y la función de autofagia se deteriora, la proteína p62 se acumulará continuamente en el citoplasma. Este experimento confirmó mediante la tecnología Western blot que el NMN puede regular a la baja los niveles relativos de expresión de las proteínas Beclin1 y LC3-II/LC3-I, y regular al alza los niveles de expresión de las proteínas P-mTOR/mTOR y p62. Además, la microscopía electrónica de transmisión y el método MDC se utilizaron para confirmar que NMN puede reducir el número y la intensidad de los autofagosomas y autolisosomas en células PC12 OGD. Lo anterior indica que NMN puede inhibir la autofagia inducida por OGD en células PC12.
En resumen, sugiere que una cierta dosis de NMN puede contrarrestar el daño autofágico inducido por OGD en las células PC12, ejerciendo así un efecto protector celular, y este efecto protector puede estar relacionado con las vías relacionadas con mTOR. Este estudio puede proporcionar una cierta referencia objetivo para la prevención y el tratamiento del daño autofágico inducido por OGD por NMN, y acumular datos de laboratorio para el desarrollo de NMN compuesto natural.