科学家发现恢复阿尔茨海默病患者记忆的新武器
NAD⁺在细胞代谢和健康衰老中发挥关键作用
提升随年龄下降的特定分子水平,被证实可恢复阿尔茨海默病(AD)模型中的记忆与脑功能——其作用机制不仅如先前认知般改善能量代谢,更能纠正破坏数百个神经元健康关键基因的RNA剪接错误。
来自挪威奥斯陆大学(UiO)、阿克什胡斯大学医院(Ahus)、中国暨南大学及葡萄牙米尼奥大学的国际科学家团队,揭示了天然代谢物氧化型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD⁺)驱动的保护机制,可使大脑免受AD进行性损伤。
在AD患者中,指导细胞组装蛋白质的RNA剪接过程出现紊乱,产生加速神经元不可逆死亡的功能异常蛋白。研究人员发现,NAD⁺可通过名为埃瓦利克(EVA1C)的蛋白质纠正这些"编辑错误",该蛋白质调控RNA信息的剪接过程。
"初步研究表明,补充NAD⁺前体物质如烟酰胺核糖(NR)或烟酰胺单核苷酸(NMN),在AD动物模型和早期临床试验中具有治疗效益,"奥斯陆大学和阿克什胡斯大学医院的首作者爱丽丝·瑞雪·艾表示,"但这些效益背后的分子机制仍不明确。"
研究团队首先采用表达毒性人类tau蛋白的转基因线虫(秀丽隐杆线虫)作为遗传可操作的简易模型,验证NAD⁺能否修复tau蛋白引发的RNA剪接错误并识别受影响基因。在这些线虫中,提升NAD⁺水平可纠正与年龄及tau蛋白相关的剪接问题,并改善运动和学习行为。研究发现名为eva-1的基因(对应人类上皮V样抗原1同源物C,即EVA1C)的剪接变化与NAD⁺治疗显著相关。
随后,在携带突变tau蛋白的小鼠模型中,数百个参与RNA处理的基因出现失调,尤其是RNA剪接相关基因。当研究人员通过NR或NMN提升NAD⁺水平后,剪接错误得到修复。
进一步测试表明,在线虫中沉默eva-1基因及在小鼠中抑制EVA1C蛋白,会削弱NAD⁺纠正剪接错误及改善记忆/行为的能力。在阿尔茨海默病患者的脑组织样本中,科学家发现记忆相关脑区——海马体和内嗅皮层的EVA1C蛋白水平显著降低。
"值得注意的是,当EVA1C基因被敲低时,这些保护效益随之消失,证实EVA1C对NAD⁺介导的神经保护至关重要,"奥斯陆大学副教授埃万德罗·费伊·方-斯塔夫表示。
该成果确立了NAD⁺–EVA1C通路作为新治疗靶点,证实维持NAD⁺水平可能有助于保护人类记忆并延缓神经退行性病变。
"我们提出维持NAD⁺水平或可保护神经元特性并延缓认知衰退,为增强RNA剪接的联合疗法铺平道路,"艾补充道。
NAD⁺参与调控细胞代谢和DNA修复,其水平随年龄自然下降。较高NAD⁺水平与更长寿命及健康老龄化相关,该核心代谢物已成为老年科学领域的研究焦点。
此项研究发表于《科学进展》期刊。
来源:奥斯陆大学
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