Les maladies cérébrovasculaires ischémiques sont de deux types : l'accident ischémique cérébral transitoire et l'infarctus cérébral. Parmi eux, l'infarctus cérébral est appelé accident vasculaire cérébral ischémique (AVC) dans le diagnostic de la médecine traditionnelle chinoise. Il s'agit d'une maladie causée par diverses raisons entraînant des troubles de l'approvisionnement local en sang dans les régions du tissu cérébral, provoquant des lésions ischémiques et hypoxiques et la nécrose du tissu cérébral, et produisant par la suite une série de troubles fonctionnels neurologiques. Ses taux élevés de mortalité et d'invalidité, ainsi que ses mécanismes pathologiques complexes, imposent chaque année un fardeau économique important au monde entier. La privation d'oxygène et de glucose (OGD) dans les cellules cérébrales est le modèle in vitro le plus couramment utilisé pour les accidents vasculaires cérébraux ischémiques, largement utilisé dans la recherche fondamentale et préclinique sur les accidents vasculaires cérébraux.
L'autophagie est largement présente dans les cellules eucaryotes et joue un rôle important dans la régulation des processus de survie et de mort des cellules. Un grand nombre d'études suggèrent que l'autophagie est étroitement liée à l'apparition et au développement des lésions cérébrales ischémiques. Certaines études ont montré que l'autophagie neuronale peut atténuer les lésions cérébrales ischémiques, tandis que d'autres ont rapporté que l'autophagie neuronale peut exacerber les lésions cérébrales ischémiques, mais le mécanisme spécifique n'est toujours pas clair.
Le β - nicotinamide mononucléotide (NMN) est présent dans divers aliments et joue un rôle crucial dans la régulation du vieillissement cellulaire et le maintien de fonctions corporelles normales. Elle participe à la transduction de nombreuses voies de signalisation intracellulaires importantes. Des rapports de recherche indiquent que l'administration de NMN in vitro peut rapidement le convertir en NAD+ pour réguler le vieillissement cellulaire et maintenir des fonctions corporelles normales. Le NMN peut compenser la diminution du NAD+ causée par l'IS et améliorer les dommages neuronaux dans l'ischémie cérébrale. Cela suggère que le NMN joue un certain rôle dans l'ischémie cérébrale. Des études ont montré que le NMN peut favoriser la régénération neurovasculaire, améliorer la fonction endothéliale microvasculaire cérébrale, avoir des effets anti-inflammatoires et antiapoptotiques. Quelques études suggèrent également que le NMN peut exercer des effets anti-lésion cérébrale ischémique en régulant l'autophagie, mais le mécanisme spécifique par lequel le NMN régule l'autophagie et lutte contre l'IS n'est pas encore clair.
L'objectif de cette étude est de construire un modèle cellulaire PC12 privé d'oxygène et de glucose. Le taux de survie cellulaire a été mesuré par le test MTT in vitro, les autophagosomes et les autolysosomes ont été détectés par microscopie électronique à transmission, l'intensité de la fluorescence des autophagosomes a été observée par MDC, et l'expression des protéines liées à l'autophagie LC3-II/LC3-I, Beclin1, p62 et P-mTOR/mTOR a été détectée par Western blot. L'objectif est de clarifier l'effet du NMN sur les dommages autophagiques induits par l'OGD dans les cellules PC12.

L'étude Lancet de 2017 a montré que l'AVC est la principale maladie causant des années de perte de vie en Chine, avec une progression rapide de la maladie, des taux de mortalité et d'invalidité élevés. Parmi eux, l'IS représente 60% à 70% de tous les accidents vasculaires cérébraux, qui sont causés par une obstruction vasculaire entraînant une diminution de l'apport sanguin dans une certaine zone du cerveau. Après l'ischémie cérébrale et l'hypoxie, elle peut déclencher une série de réactions pathologiques et physiologiques telles que l'autophagie, l'apoptose, le stress oxydatif et la surcharge calcique intracellulaire. Le long cycle de rétablissement des survivants de l'infarctus du myocarde a alourdi le fardeau économique mondial. À l'heure actuelle, il existe de nombreuses contre-indications aux médicaments utilisés sur le marché pour la prévention et le traitement de l'IS. Il est donc nécessaire d'explorer en permanence des médicaments pour la prévention et le traitement de l'IS. La maladie d'OGD est un modèle classique pour l'étude de l'IS in vitro. La lignée cellulaire PC12 est l'une des lignées cellulaires les plus couramment utilisées pour étudier les lésions neuronales, notamment dans la recherche sur les lésions dues à l'ischémie et à l'hypoxie. Cette expérience a donc utilisé le modèle cellulaire PC12 OGD pour la recherche in vitro.
Le NMN est une substance naturellement présente dans le corps humain et dans de nombreux aliments, dont le poids moléculaire est de 334,22. C'est un produit de la réaction de la nicotinamide phosphoribosyltransférase et l'un des principaux précurseurs du NAD+. Des études ont montré que la régulation des niveaux de NMN dans les organismes a de bons effets thérapeutiques et réparateurs sur les maladies cardiovasculaires et cérébrovasculaires, les maladies neurodégénératives et les maladies dégénératives liées à l'âge. Des rapports de recherche indiquent également que l'administration de NMN peut réduire la taille de l'infarctus et les lésions neurologiques dans les modèles de MCAO chez le rat. Dans cette expérience, le test MTT a été utilisé pour démontrer que l'OGD peut réduire le taux de survie des cellules PC12. Le NMN peut augmenter le taux de survie des cellules PC12 OGD à des concentrations de 400, 800 et 1600 μ mol/L, le taux de survie le plus élevé étant observé à une concentration de 800 μ mol/L. Cependant, il n'y avait pas de différence significative dans le taux de survie des cellules entre les concentrations de NMN200 et 3200 μ mol/L, ce qui indique que la concentration de 200 μ mol/L n'a pas encore atteint la concentration efficace pour améliorer le taux de survie des cellules PC12 induites par l'OGD, tandis que la concentration de 3200 μ mol/L peut avoir causé certains dommages aux cellules en raison d'une concentration trop élevée.
L'autophagie, également connue sous le nom de mort cellulaire programmée de type II, désigne le processus par lequel les cellules, sous la régulation des gènes liés à l'autophagie, utilisent les lysosomes pour dégrader les macromolécules et les organites endommagés, dénaturés ou vieillissants afin de maintenir leur survie, leur différenciation, leur croissance et leur stabilité. La recherche montre que l'autophagie est induite après l'IS, et que l'autophagie se produit et se développe également avec le processus pathologique de l'IS, jouant différents rôles régulateurs dans les phases aiguës, subaiguës, de rétablissement et de séquelles de l'IS.
MTOR est une protéine kinase atypique de type sérine/thréonine dont le poids moléculaire relatif est de 289 kDa. La liaison de différentes protéines peut former deux complexes différents, à savoir mTORCl et mTORC2. MTORCl est sensible à la rapamycine et est responsable de l'intégration des facteurs de croissance et des signaux nutritifs, régulant principalement l'autophagie cellulaire, la biogenèse des ribosomes, la traduction des protéines et la synthèse des lipides. MTORT est considéré comme une soupape pour l'autophagie. Des recherches ont montré que la mTOR phosphorylée peut atténuer les dommages causés par la privation de glucose oxydatif et jouer un rôle protecteur dans les cellules. Le 3-MA est un inhibiteur de l'autophagie couramment utilisé. Le RAPA est un inhibiteur de mTOR qui peut induire l'autophagie en inhibant mTORC1, également connu comme activateur de l'autophagie. Cette expérience a mis en place des groupes 3-MA et RAPA pour intervenir et réguler l'autophagie induite par l'OGD dans les cellules PC12. Parallèlement, des groupes 3-MA, RAPA et une combinaison de médicaments ont également été mis en place pour observer si le NMN pouvait contrecarrer les effets du 3-MA ou du RAPA sur l'autophagie induite par l'OGD dans les cellules PC12.
Les niveaux des protéines Beclin-1, LC3 et p62 peuvent servir d'indicateurs de détection importants pour l'autophagie. Beclin1 est un régulateur mature de l'autophagie qui est positivement corrélé avec l'autophagie. Beclin1 interagit avec des protéines telles que VPS15, VPS34 et ATG14 pour assurer les fonctions d'autophagie et de transport membranaire. LC3 est un homologue du modificateur de type ubiquitine ATG8 chez la levure, dont on pense qu'il joue un rôle dans l'autophagie. Après traitement avec l'ATG4, LC3 perd son résidu C-terminal et se transforme en LC3-I. LC3-I subit une cascade de réactions enzymatiques de type ubiquitination, liée de manière covalente à la molécule lipidique phosphatidyléthanolamine sur la membrane de l'autophagosome, se transformant en LC3-II. Une augmentation du rapport LC3-II/LC3-I indique une augmentation des niveaux d'autophagie. La P62 est une protéine marqueur qui reflète l'activité de l'autophagie, et son niveau de protéine est négativement corrélé avec l'autophagie. En d'autres termes, lorsque l'autophagie se produit, la protéine p62 est continuellement dégradée dans le cytoplasme. Lorsque l'activité d'autophagie est affaiblie et que la fonction d'autophagie est altérée, la protéine p62 s'accumule continuellement dans le cytoplasme. Cette expérience a confirmé par la technique du Western blot que le NMN peut réguler à la baisse les niveaux d'expression relatifs de Beclin1 et des protéines LC3-II/LC3-I, et réguler à la hausse les niveaux d'expression des protéines P-mTOR/mTOR et p62. En outre, la microscopie électronique à transmission et la méthode MDC ont été utilisées pour confirmer que le NMN peut réduire le nombre et l'intensité des autophagosomes et des autolysosomes dans les cellules PC12 OGD. Ces résultats indiquent que le NMN peut inhiber l'autophagie induite par l'OGD dans les cellules PC12.
En résumé, cela suggère qu'une certaine dose de NMN peut contrecarrer les dommages autophagiques induits par l'OGD dans les cellules PC12, exerçant ainsi un effet protecteur cellulaire, et que cet effet protecteur peut être lié aux voies mTOR. Cette étude peut fournir une certaine référence cible pour la prévention et le traitement des dommages autophagiques induits par l'OGD par la NMN, et accumuler des données de laboratoire pour le développement d'un composé naturel de la NMN.