β-烟酰胺单核苷酸对尘肺大鼠呼吸肌疲劳的改善作用及其线粒体相关机制
Effect of β-nicotinamide mononucleotide on respiratory muscle fatigue in pneumoconiosis rats and its mitochondrial mechanism
-
摘要: 采用大鼠尘肺模型，探讨β-烟酰胺单核苷酸（NMN）对呼吸肌功能的改善作用及线粒体相关机制。通过气管注射石英粉尘建立大鼠慢性尘肺模型，造模3个月后，治疗组灌胃给予NMN 300，150 mg/kg，给药4周后进行各项指标检测。结果显示，尘肺模型大鼠出现明显的呼吸异常和通气障碍，表现为呼吸频率增加，呼吸幅度下降（P < 0.01），血液pH、PaO2和SaO2均显著降低，而PaCO2显著升高（P < 0.01），NMN 给药可以明显改善模型大鼠的呼吸功能，增加血氧饱和度。NMN可明显增强离体膈肌的收缩功能和ATP含量，改善肌肉疲劳状态（P < 0.05，P < 0.01）。尘肺大鼠膈肌线粒体膜电位显著降低（P < 0.01），琥珀酸脱氢酶（SDH）活力显著下降（P < 0.01），同时超氧化物歧化酶（SOD）活力下降、丙二醛（MDA）水平增加（P < 0.05），表明膈肌线粒体氧化代谢障碍和氧化应激损害，NMN对这些膈肌线粒体功能相关改变具有明显的改善。NMN可以显著上调尘肺大鼠膈肌Sirt1、Pgc-1α、Nrf1和Tfam等线粒体生物发生相关基因的mRNA水平。结果表明，NMN灌胃给药可以调节尘肺模型大鼠膈肌线粒体功能，改善膈肌能量代谢，增强膈肌收缩功能，进而改善呼吸和通气状态，此作用可能是通过促进膈肌线粒体生物发生而介导的。Abstract: To explore the effect of β-nicotinamide mononucleotide (NMN) on respiratory muscle function and its mitochondrial related mechanism, the rat model of chronic pneumoconiosis was established by intratracheal injection of quartz dust.Three months after the model was established, the treatment group was given NMN 300 and 150 mg/kg by gavage.All indexes were detected 4 weeks after administration.The results showed that the pneumoconiosis model rats had obvious respiratory abnormalities and ventilation disorders, including the respiratory rate increase, the respiratory amplitude decrease (P < 0.01), the significantly decreased blood pH value, PaO2 and SaO2, and significantly increased PaCO2 (P < 0.01).NMN could significantly improve the respiratory function and increase the blood oxygen saturation of the model rats.It could significantly enhance the contractile function and ATP content of diaphragm and improve muscle fatigue (P < 0.05, P < 0.01).In model rats,the mitochondrial membrane potential of diaphragm and activity of SDH decreased significantly (P < 0.01), while the activity of SOD decreased and the level of MDA increased (P < 0.05), however, NMN could significantly improve oxidative stress and mitochondrial function of diaphragm.NMN could significantly up-regulate the mRNA levels of mitochondrial biogenesis related genes such as Sirt1, Pgc-1α, Nrf1 and Tfam in the diaphragm. In conclusion, this experiment showed that NMN intragastric administration can regulate the function of diaphragm mitochondria in pneumoconiosis model rats, improve diaphragm energy metabolism, enhance diaphragm contraction function, and then improve the state of respiration and ventilation, which may be mediated by promoting the biogenesis of diaphragm mitochondria.
-
《
1. 稿件受理和注意事项
1.1 本刊设药学前沿、获奖成果、论文、专家评述、综述、专论等栏目。论文一般在6000～8000字，综述 一 般不超过8000字，引用文献中近 5 年发表的应占 70% 以上，应包含本课题组相关研究及思考，并在文末附注已发表的相关科研成果。
1.2 作者可以通过登录我刊网站的稿件处理系统上传稿件（http://manuscripts.cpu.edu.cn），来稿须附投稿介绍信（本刊网站下载模板），来稿请勿一稿多投（以研究快讯发表或在学术会议上宣读过的论文，可在充实内容后以研究论文发表），文责自负。本刊稿件免收审理费。
1.3 来稿须注明通信作者，用上标 “*”标注在作者署名后，并在首页脚注处注明其电话、传真和E-mail。基金资助论文请提供相关证明的复印件（扫描后上传至稿件处理系统），并在首页脚注注明基金名称和项目编号，在英文关键词后注明基金名称（英文）和项目编号。例：
*通信作者 Tel:025-83271566 E-mail:xuebao@cpu.edu.cn
基金项目 国家自然科学基金项目(No.59637050)
This study was supported by the National Natural Science Foundation of China(No.59637050)
1.4 来稿进入审稿程序后，一般 2 个月内通知作者稿件审理情况。投稿后 2 个月未收到通知者，请直接与编辑部联系。基金资助论文在符合发表的条件下优先录用，国家重大项目基金论文可进入快速评审通道，并尽快发表。
1.5 需作修改的稿件，请作者按照退修通知要求修改并逐项加以说明。请将修改稿连同修改说明上传至本刊稿件处理系统。退修时间超过60 天，则按新稿处理。
1.6 来稿是否采用，均由本刊编委会最终审定。本编辑部对来稿可作文字上的修改、删节，涉及内容的重大修改须征得作者同意。文稿刊用前，编辑部与作者签署版权转让合同。为扩大学术交流渠道，本刊被国内外著名数据库收录。稿件一经录用，将同时被数据库收录，作者著作权使用费与本刊稿酬一次性给付。如作者不同意收录，请在投稿时声明，否则将视为同意。
2. 文稿要求
2.1 文题 文题应简明、具体，确切反映文章的主旨。 中文题名一般不超过20 个字，应避免使用非公知公用的缩略语、字符、代号和商品名称，尽可能不出现数学式和化学式。英文题名应与中文题名含义一致。
2.2 作者 署名仅限在选定课题、制定研究方案、具体研究工作和撰写文稿等方面作出主要贡献，并能就论文内容进行答辩者，一般不超过6人。为本文提供帮助的其他人可写在致谢项下。请标明作者的工作单位，包括单位全称、所在城市及邮政编码。
2.3 摘要 论文需要同时提供中文和英文摘要。摘要以提供论文的内容梗概为目的，不加评论和补充解释。简明、确切地论述研究目的、采用的方法原理和结论，具有相对独立性。中文和英文摘要均要求采用报道性摘要。具体要求：中英文摘要均为一段式，内容比较具体，一般需要列举关键数据。中英文摘要应保持内容基本一致。
2.4 关键词 一般3～8个，多个关键词之间用分号分隔，中英文关键词应相对应。
2.5 引言 概述课题的理论依据、研究思路、实验基础及国内外研究现状，明确指出本文的研究目的及创新之处。
2.6 材料 动植物、微生物应注明拉丁学名、植物标本应注明鉴定人和存放地。实验动物应注明清洁等级和合格证号。当实验以人或动物为研究对象时，作者应当声明，只有符合机构责任委员会的伦理（道德）标准或依照1975年制定的《赫尔辛基宣言》（1983 年修订），才能进行人体实验。其他主要材料、仪器应说明品种、来源、规格、型号、产地。
2.7 方法 尽量简单明了，便于他人重复实验。一般方法可引文献，如有改进的地方应重点突出，创新的方法则宜详述。
2.8 结果和讨论 重点叙述本文研究的结果，新发现及得出的结论与观点。讨论中不重复引言和结果中已叙述的内容。
2.9 图表 能用文字说明的问题，尽量不用图表。同一数据不要同时用图和表表示。图表一律用英文表达。表采用“三线表”。图中坐标的量和单位符号标于坐标轴外侧。照片要求清晰。
2.10 结构式和反应式 结构式不要夹杂于行文中，而应以相应的化学名称或分子式表示。反应式转行时应在反应方向符号“→、$ \rightleftharpoons $”等处转行。请尽量采用ChemDraw软件绘制结构式。
2.11 数字 凡是可以用阿拉伯数字且使用得体的地方，均应使用阿拉伯数字，并应注意有效数字的使用。平均数应写出标准差（$ \bar{x}\pm s $）。百分数范围 20%～30%不能写成 20～30%。统计学显著性用 “*P < 0.05，**P < 0.01，***P < 0.001 vs A”表示。
2.12 单位和量 严格执行GB 3100-3102有关量和单位的规定。量的符号一律采用斜体，如：相对分子质量（Mr），吸收度（A），质量浓度（c），时间（t），等。量值的单位，一律使用国际符号，并用正体，如：1 M HCl应为1 mol/L HCl，转速rpm 应为r/min。量值和单位间空格。图表中用符号表示数值的量和单位时，采用量与单位相比的形式，如 t/min， c/（mol/L）。在一个组合剂量单位代号内，不得有一条以上的斜线，如mg/kg/d应写成mg/（kg·d）。
2.13 代号和缩写 文中可使用国际代号和缩写，例如：1秒：1 s；2分钟：2 min；3小时：3 h；4天：4 d。相对标准偏差RSD，静脉注射iv，肌肉注射im，腹腔注射ip，皮下注射sc，灌胃ig，口服po。
2.14 药名 中文药名以《中华人民共和国药典》（2020年版）和《中国药品通用名称》（化学工业出版社, 2014）为准。英文药名尽量与国际通用名称一致，采用国际非专利药名（international nonproprietary names, INN）。国家食品药品监督管理局批准的新药，用批准的药名。药名较长时可缩写，但首次出现时应予以注明。药名应少用代号，不用商品名。
2.15 理化数据表示法 请参照以下写法：······得白色结晶（1.8 g, 76.0%）：mp 209～211℃（EtOH/Et2O）； $ [{\text{α}}]^{20}_{\rm{D}} $−141.30°（c 0. 403, CHCl3 ）：Anal. C21H25O2Cl, C 72. 51, H 7.31, Cl 10. 32（Req. C 72. 89, H 7.31, Cl 10. 29）；TLC Rf 0. 44（CHCl3-EtOH, 9∶1）；UV（CH3OH）λmax 284（lg ε 4.42）nm；IR（ KBr, ν）： 3370, 3000, 2200, 1600 cm−1 ；1 H NMR （CDCl3, 300 MHz）δ：0.94, 1.16（6H, s, C18 和 C19-CH3 ）, 5.59 （1H, s, C6-H）, 6.16（2H, s, C4-H, C7-H）；MS m/z 343（M）+ 。
2.16 参考文献 参考文献应限于作者直接阅读过的、发表在正式出版物上的文献。采用顺序编码制，在文内按论文引用文献出现的先后用阿拉伯数字连续编号，如[1-2][3-5]，标在相应文字的右上角。
为利于计算机处理和保证数据库准确检索与统计的原则，须用文献类型标识标注参考文献的类型。 电子文献被引用时需在参考文献类型标识中同时标明其载体类型[文献类型标识/载体类型标识]，如网上期刊（J/OL）。
常见参考文献类型及其标识：
文献类型 专著 论文集 报纸文章 期刊文章 标识 M C N J 文献类型 学位论文 报告 标准 专利 标识 D E S P 参考文献的著录格式示例：
连续出版物中的析出文献
作者只列3人，后面加“et al”，姓名采用姓前名后著录法，西文刊名缩写按 Index Medicus，不要缩写点，中文刊名用英文缩写名称，括号内加注中文期刊的刊名。
[序号] 作者. 题名[J]. 刊名, 年, 卷(期): 起止页码.
[1] Zhang JY, Zhang JS, Zhang Y, et al. Studies on the intes-tinal absorption of crocin in rats and determination of the partition coefficient[J]. J China Pharm Univ（中国药科大学学报）, 2004, 35(3): 283-284.
[2] Zhang HH, Kumar S, Barnett AH, et al. C eiling culture of mature human adipocytes：use in studies of adipocyte functions[J]. J Endocrinol, 2000, 164(1/2): 119-128.
专 著
[序号] 编者. 书名[M]. 版本（第 1 版不写）. 出版地: 出版者, 出版年: 起止页码.
[3] Qi RM, Wang ZG, Wang SQ. Advances in Pharmacology （药理学进展）[M]. Beijing: People’s Medical Publish-ing House, 2003: 74.
[4] Peebles PZ, Jr. Probability, Random Rariable, and Ran-dom Signal Principles[M]. 4th ed. New York: McGraw Hill, 2001: 149.
标 准
[序号] 起草责任著. 标准代号 标准序号—发布年 标准名称[S]. 出版地: 出版者, 出版年: 引文页码.
[5] China Association for Standardization. GB/T 21853−2008 Chemicals−Partition Coeficient ( n-octanol/water)−Shake Flask Method [化学品分配系数（正丁醇-水）摇瓶法试验][S]. Beijing: Standards Press of China, 2008.
[6] Chinese Pharmacopoeia Commission. Chinese Pharmaco-poeia: part 2（ 中华人民共和国药典：二部）[S]. Bei-jing: China Medical Science Press, 2010: 310-312 .
专利文献
[序号] 专利申请者或所有者．专利题名: 专利号[ P]. 公 告日期或公开日期[引用日期].
[7] Lafon L. New benzhydrysulphinyl derivatives: 4066686A[P]. 1978-01-03[2011-10-25].
电子文献
[序号] 主要责任者. 题名：其他题名信息[文献类型标识/载体类型标识]. 出版地: 出版者，出版年（更新或修改日期）[引用日期]. 获取和访问路径.
[8] U. S. Food and Drug Administration. FDA approves shard system REMS for TIRF products[EB/OL].（2011-12-29）[2012-01-13]. http://www.fda.gov/NewsEvents/Newsroom/PressAnnouncements/ucm285345.htm.
学位论文
[序号] 作者．题名[D]. 保存地: 保存单位, 年份.
[9] Tian Z. Study of the clinical anti-aggregating effect of picotamide on platelet（吡考他胺抗血小板聚集性的临床研究）[D]. Changchun: Jilin University, 2004.
（2024年2月修订）
-
[1] .J Environ Occup Med（环境与职业医学），2018，35（8）：677-689. [2] Yan P，Ye LB，Chen WQ. Progress in therapeutic targets and development of drugs against chronic obstructive pulmonary disease［J］. J China Pharm Univ（中国药科大学学报），2021，52（2）：144-155. [3] Langer D，Charususin N，Jácome C，et al. Efficacy of a novel method for inspiratory muscle training in people with chronic obstructive pulmonary disease［J］. Phys Ther，2015，95（9）：1264-1273. [4] Yin PY，Chen FQ. Research progress of TCM treatment of ventilator fatigue in acute phase of chronic obstructive pulmonary disease［J］. Mod J Integr Tradit Chin West Med（现代中西医结合杂志），2021，30（35）：3987-3990. [5] Romani M，Sorrentino V，Oh CM，et al. NADPLA+ boosting reduces age-associated amyloidosis and restores mitochondrial homeostasis in muscle［J］. Cell Rep，2021，34（3）：108660. [6] She J，Sheng R，Qin ZH. Pharmacology and potential implications of nicotinamide adenine dinucleotide precursors［J］. Aging Dis，2021，12（8）：1879-1897. [7] Liu W，Jiang SF，Tu L，et al. Mechanism of JinShuiBao capsule in ameliorating rat pneumoconiosis model［J］. J China Pharm Univ（中国药科大学学报），2018，49（4）：476-482. [8] Jiao GY，Li CF，Tan ST，et al. Effect of end-expiratory positive pressure on contractile function and ultrastructure of diaphragm［J］. Med J Chin PLA（解放军医学杂志），2008，33（6）：676-679. [9] Wang J，Jiang SF，Hu WY，et al. Pharmacodynamic study on Jinshuibao Capsules on rat pneumoconiosis model［J］. Occup Health（职业与健康），2018，34（13）：1772-1776. [10] Uddin GM，Youngson NA，Sinclair DA，et al. Head to head comparison of short-term treatment with the NAD（+） precursor nicotinamide mononucleotide （NMN） and 6 weeks of exercise in obese female mice［J］. Front Pharmacol，2016，7：258. [11] Hu T，Zhou XY，Xue D，et al. Protective effect of modified sijunzi decoction against diaphragmatic mitochondria injury of mice with chronic obstructive pulmonary disease［J］. J Guangzhou Univ Tradit Chin Med（广州中医药大学学报），2020，37（3）：523-527. [12] Ye B，Li FX. Clinical studies on the functions of mitochondrial function of intercostal muscles in patients with chronic obstruction pulmonary disease［J］. Chin J Lung Dis Electron Ed（中华肺部疾病杂志 电子版），2018，11（5）：544-550. [13] Puente-Maestu L，Pérez-Parra J，Godoy R，et al. Abnormal mitochondrial function in locomotor and respiratory muscles of COPD patients［J］. Eur Respir J，2009，33（5）：1045-1052. [14] Davila A，Liu L，Chellappa K，et al. Nicotinamide adenine dinucleotide is transported into mammalian mitochondria［J］. eLife，2018，7： e33246 .[15] Fletcher RS，Ratajczak J，Doig CL，et al. Nicotinamide riboside kinases display redundancy in mediating nicotinamide mononucleotide and nicotinamide riboside metabolism in skeletal muscle cells［J］. Mol Metab，2017，6（8）：819-832. [16] Xue CL，Zhuge YL，Zeng JX. Improved effect of curcumin on mitochondrial dysfunction induced by high glucose in L6 cells［J］. J China Pharm Univ（中国药科大学学报），2016，47（3）：342-347. [17] Taylor DF，Bishop DJ. Transcription factor movement and exercise-induced mitochondrial biogenesis in human skeletal muscle：current knowledge and future perspectives［J］. Int J Mol Sci，2022，23（3）：1517. [18] Sligar J，DeBruin DA，Saner NJ，et al. The importance of mitochondrial quality control for maintaining skeletal muscle function across health span［J］. Am J Physiol Cell Physiol，2022，322（3）：C461-C467. [19] Huang RX，Tao J. Nicotinamide mononucleotide attenuates glucocorticoid-induced osteogenic inhibition by regulating the SIRT1/PGC-1α signaling pathway［J］. Mol Med Rep，2020，22（1）：145-154. [20] Rajabi M，Vafaee MS，Hosseini L，et al. Pretreatment with nicotinamide mononucleotide increases the effect of ischaemic postconditioning on cardioprotection and mitochondrial function following ex vivo myocardial reperfusion injury in aged rats［J］. Clin Exp Pharmacol Physiol，2022，49（4）：474-482. [21] Parry HA，Roberts MD，Kavazis AN. Human skeletal muscle mitochondrial adaptations following resistance exercise training［J］. Int J Sports Med，2020，41（6）：349-359. [22] Philp AM，Saner NJ，Lazarou M，et al. The influence of aerobic exercise on mitochondrial quality control in skeletal muscle［J］. J Physiol，2021，599（14）：3463-3476. [23] Wahwah N，Kras KA，Roust LR，et al. Subpopulation-specific differences in skeletal muscle mitochondria in humans with obesity：insights from studies employing acute nutritional and exercise stimuli［J］. Am J Physiol Endocrinol Metab，2020，318（4）：E538-E553. -
期刊类型引用(3)
1. 刘成波，何冰，谭鸿舟，吴虹，何黎琴. 新型大黄酸丹皮酚偶联物的合成及抗炎活性. 合成化学. 2024(03): 261-266 . 
百度学术
2. 尚飞扬，刘成波，谭鸿舟，何冰，何黎琴. 3-乙酰基-7-羟基香豆素衍生物的设计、合成及抗血小板聚集活性. 中国药科大学学报. 2024(03): 367-374 . 本站查看
3. 陈芳芳，章军，邸继鹏，赵桉熠，许煜迪，陈畅，刘安，郭丛，闫智勇. 白及饮片等级评价. 中成药. 2024(12): 3917-3925 . 百度学术
其他类型引用(0)
下载:
计量
- 文章访问数: 194
- HTML全文浏览量: 7
- PDF下载量: 387
- 被引次数: 3
