干细胞耗竭是机体衰老的重要标志和驱动力。2016年,瑞士的研究团队报道了NAD+对于维持肌肉干细胞稳态的作用。与以往的研究相一致,与年轻小鼠相比,年老小鼠的肌肉干细胞中的NAD+含量下降,细胞数目减少,修复能力降低。添加NAD+的前体Nicotinamide Riboside(NR, 400 mg/kg/day)可以增加年老小鼠的肌肉干细胞数目,延缓细胞衰老,增强年老小鼠的运动能力。该研究进一步发现,NAD+很可能是通过激活SIRT1长寿蛋白活性和线粒体未折叠蛋白反应(Unfolded protein response, UPR)以及维持线粒体的功能,进而延缓干细胞的衰老。
Zhang et al. Science. 2016; 352: 1436 -1443 其他的研究亦表明,NAD+作为参与生物体内氧化还原反应的辅酶,能够有效增强线粒体的功能(包括增强线粒体电子传递链蛋白的表达,维持线粒体膜电位,提高氧化呼吸率和细胞内ATP的水平,以及维持线粒体UPR反应和自噬能力以及促进线粒体再生)。2016年,Fang等利用共济失调性毛细血管扩张症(Ataxia telangiectasia,A-T)疾病动物模型研究了NAD+延长寿命的分子机制。在A-T模型中,以NAD+为底物的DNA修复酶PARP1(poly-ADP-ribose polymerase 1)过度激活,导致NAD+库的耗竭,进而引起线粒体自噬能力的减弱,最终导致神经元细胞死亡。补充NAD+则能够有效恢复线粒体的功能,改善DNA修复能力,进而缓解A-T疾病的症状。NAD+的这种保护作用依赖于SIRT1和DAF16(FOXO)的活性。该研究有助于深入理解衰老的过程及衰老相关疾病的发病机制。 Fang et al. Cell Metabolism. 2016; 24: 566 – 581 NAD+有望成为治疗衰老相关疾病的靶点吗? 随着全球老龄化时代的到来,人们对衰老的关注度也越来越高。古人片面追求长生不老,而当今社会则需要理性地探索如何延缓衰老以及实现健康衰老(healthy aging)。目前的研究结果提示NAD+可能成为干预衰老进程和治疗衰老相关疾病的重要突破口之一。
NAD+助力于延缓衰老 研究人员已经发现,用NAD+前体NR(250 mg/kg/day)处理阿尔兹海默症(AD,又称老年痴呆)小鼠模型,能增加PGC-1α的表达,降低β-内分泌酶的活性,减少β-淀粉样蛋白(β-amyloid protein,Aβ)的产生,并明显改善动物的认知能力。
Gong et al. Neurobiol Aging. 2013 ; 34: 1581 – 1588 此外,NAD+还有助于治疗其它神经退行性病变。华勒变性(Wallerian degeneration)是指神经纤维受各种外伤断裂后,轴突由于得不到胞体的营养支持,很快发生变性、解体,残骸由施旺细胞和巨噬细胞吞噬清除,是神经退行性疾病的普遍特征。人们发现,补充NAD+可以有效保护疾病小鼠的轴突损伤和退行。
Araki et al. Science. 2004; 305: 1010 - 1013 大量的人类细胞实验和动物实验结果表明,辅酶NAD+或将掀开探索人类健康衰老的新篇章。然而,如何才能合理利用NAD+或其前体化合物(如NMN或NR)来实现延缓衰老的转化医学目标呢?近日,日本和美国的研究团队启动了首例NAD+前体烟酰胺单核苷酸(NMN)的临床试验,以验证NMN在延缓人类衰老方面的有效性和安全性。尽管目前还有很多未知的问题需要探索,人们仍然期盼NAD+在延缓衰老和防治衰老相关疾病方面取得不俗的成绩。让我们翘首以待吧! (请遵守医嘱服用任何药物) 本文经微信公众号“醉心科学”授权转载。 延伸阅读 ① ② ③ 投稿、授权等请联系:[email protected] (责任编辑:本港台直播) |