以下文章是由Mo Li撰写的观点文章。本文表达的观点和意见仅代表作者个人，不一定反映Technology Networks的官方立场。
我们都曾经历过：研究那些能提升能量、延缓衰老或提供其他健康益处的维生素或补充剂——通常是由社交媒体趋势所引发。然而，如果我们没有真正理解可能试图解决的问题的根本原因，就可能会忽视真正解释我们健康状况的因素。最终，我们可能在治疗无法命名的症状，而这些解决方案建立在我们尚未完全理解的科学基础之上。
在过去几年中，长寿已成为健康和福祉行业的定义性流行词——比以往任何时候都更深入主流文化。作为一名干细胞生物学家，我的角色和研究兴趣与这种主流报道有所交集。
这一讨论的核心是NAD+：一种存在于每个活细胞中的必需辅酶，线粒体需要它将我们食物中的营养物质转化为一种可用的燃料形式，称为三磷酸腺苷（ATP）。如果没有足够的NAD+，线粒体就无法有效地将营养物质转化为细胞能量。
实际上这意味着什么？这与长寿有何关联？除了能量产生外，NAD+还为负责DNA修复和线粒体维护的酶提供能量——这些正是随着年龄增长保持细胞功能的过程。随着NAD+水平下降，细胞自我修复、维持能量系统和抵抗压力的能力也随之降低。关键的是，NAD+水平随着年龄增长而自然下降——因此它最近在抗衰老讨论中备受关注。应该指出，随着年龄增长，这种情况完全是自然的。
抗衰老讨论常常忽视的一个更为重要、更根本的问题是：究竟是什么导致NAD+首先下降？
我和我在阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）团队的研究，发表在《Communications Biology》期刊上，发现这个问题的答案比单纯的衰老更为具体，与更广泛的医疗保健相关。
我们观察了人类细胞如何对酸性压力做出反应，使用了一个精确控制的生物反应器系统。我们的工作发现，即使是轻微的酸性也能显著扰乱细胞能量产生，损害线粒体功能，并触发应激反应。
酸性压力及其重要性
要理解我们的发现，首先需要定义我们最初打算探索的问题：酸性压力。
酸性压力是指细胞暴露在低pH环境中的情况。它通常发生在炎症组织、衰老器官和肿瘤中。这种酸性会破坏细胞功能和代谢，可能进一步酸化局部细胞环境。
话虽如此，酸性压力如此具有破坏性的原因在于细胞需要严格的pH水平才能正常运作。健康细胞需要持续高效的能量产生。当这种平衡发生变化时，后果会迅速波及整个细胞系统。
解码分子蓝图
考虑到这一点，我和我的团队开发了一个同时检查三个分子数据集的多组学框架。使用一个专门构建的生物反应器系统，该系统以生理相关的方式稳定维持细胞环境，我们将pH的影响与其他变量隔离开来，复制了真实人类疾病状态中发现的轻度酸性条件，并观察了人类细胞在其中的变化。综合这些数据集显示，酸性如何触发NAD+耗竭、损害线粒体功能、激活免疫应激反应并导致线粒体基因组不稳定。
- 代谢组学揭示了酸性压力直接消耗NAD+并破坏细胞能量产生，迫使细胞进入效率低得多的代谢状态。
- 转录组学显示了在酸性条件下基因活动如何重组，激活免疫通路并加剧细胞应激反应。
- 表观基因组学揭示了在酸性条件下基因调控方式的变化，同时也揭示了线粒体基因组本身的不稳定性。
代谢组学发现背后的机制是特定的。酸性激活了一种称为PARP1的酶，作为细胞自身应激反应的一部分，它迅速消耗NAD+。与此同时，线粒体被迫进入备用模式，细胞更加依赖糖酵解（将葡萄糖分解以获取能量），这是一种产生ATP效率较低的方式。这种代谢转变可能会增加乳酸的产生，从而进一步酸化环境。压力会自我加速。综合来看，这三个数据集描述的不是单独的问题。它们描述了一个级联反应：酸性触发NAD+流失，能量产生失败，免疫警报激活，线粒体基因组变得不稳定。每一步都紧随其后。令人惊讶的是，补充NAD⁺前体烟酰胺单核苷酸（一种因其潜在的延长寿命效果而被广泛研究的分子），恢复了细胞内NAD⁺水平，并显著提高了细胞对酸性压力的抵抗力。
展望未来
我认为这项研究的意义远不止于单一的pH研究。如果酸性确实在主动驱动NAD+消耗，正如我们的研究所描述的那样，那么其影响将延伸到我们如何理解当今面临的一些最普遍和最复杂的健康状况的进展。
NAD+与胶原蛋白之间可以进行类比。很少有健康趋势传播得更远或更快，其背后的科学是真实的。但行业很少停下来问的问题是：为什么它会分解？答案在于理解破坏它的环境。
关于NAD+的讨论遵循了相同的模式。它一直存在于每个细胞内部。改变的是我们对破坏它的因素的理解。
在KAUST，我们致力于通过干细胞科学和生物工程解码人类再生的分子蓝图。我们的研究涵盖基因组编辑、单细胞线粒体DNA测序以及基于干细胞的人类疾病模型开发。
在KAUST生物医学科学部和智能健康卓越中心的工作平台上，该平台汇集了基因组学、生物工程和功能生物学，这种环境正是为这种跨学科探究细胞韧性的研究而构建的。正是这种多角度而非单一视角的研究使得此类研究成为可能。
我的热情是将基于干细胞的疗法带给人们，并将实验室科学的分子精确性转化为真正改善生活的工具。这项研究是朝着这个方向迈出的一步。
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