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Restoring NAD+ by NAMPT is essential for the SIRT1/p53-mediated survival of UVA- and UVB-irradiated epidermal keratinocytes

NAD+激酶 烟酰胺磷酸核糖转移酶 烟酰胺单核苷酸 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 西妥因1 聚ADP核糖聚合酶 光老化 化学 烟酰胺 癌症研究 CD38 DNA修复 锡尔图因 细胞生物学 生物化学 生物 下调和上调 干细胞 DNA 聚合酶 遗传学 基因 川地34
作者
Takeshi Katayoshi,Takahisa Nakajo,Kentaro Tsuji
出处
期刊:Journal of Photochemistry and Photobiology B-biology [Elsevier]
卷期号:221: 112238-112238 被引量:16
标识
DOI:10.1016/j.jphotobiol.2021.112238
摘要

Nicotinamide adenine dinucleotide (NAD+) is a crucial coenzyme in energy production. The imbalance of NAD+ synthesis has been found to trigger age-related diseases, such as metabolic disorders, cancer, and neurodegenerative diseases. Also, UV irradiation induces NAD+ depletion in the skin. In mammals, nicotinamide phosphoribosyltransferase (NAMPT) is the rate-limiting enzyme in the NAD+ salvage pathway and essential for NAD+ homeostasis. However, but few studies have focused on the role of NAMPT in response to UV irradiation. Here, we show that NAMPT prevents NAD+ depletion in epidermal keratinocytes to protect against the mild-dose UVA and UVB (UVA/B)-induced proliferation defects. We showed that poly(ADP-ribose) polymerase (PARP) inhibitor rescued the NAD+ depletion in UVA/B-irradiated human keratinocytes, confirming that PAPR transiently exhausts cellular NAD+ to repair DNA damage. Notably, the treatment with a NAMPT inhibitor exacerbated the UVA/B-induced loss of energy production and cell viability. Moreover, the NAMPT inhibitor abrogated the sirtuin-1 (SIRT1)-mediated deacetylation of p53 and significantly inhibited the proliferation of UVA/B-irradiated cells, suggesting that the NAMPT-NAD+-SIRT1 axis regulates p53 functions upon UVA/B stress. The supplementation with NAD+ intermediates, nicotinamide mononucleotide and nicotinamide riboside, rescued the UVA/B-induced phenotypes in the absence of NAMPT activity. Therefore, NAD+ homeostasis is likely essential for the protection of keratinocytes from UV stress in mild doses. Since the skin is continuously exposed to UVA/B irradiation, understanding the protective role of NAMPT in UV stress will help prevent and treat skin photoaging.
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