你是否知道,一种名为NAD+的小分子在我们的衰老过程中起着至关重要的作用?缺乏这种分子可能会导致你比正常情况衰老得更快?
想象一下,你的细胞停止产生能量,或者你的DNA难以自我修复。这正是我们年纪增长时所发生的情况。
这也是患有Werner综合征的人的现实。Werner综合征是一种罕见且严重的遗传性疾病,会导致早衰。
“Werner综合征是一种成年发病的早老症,患者衰老得非常快。到他们二三十岁时,就会开始出现头发变灰、脱发、皱纹增多等症状,看起来比实际年龄老得多。” 奥斯陆大学和阿克什胡斯大学医院的研究员Sofie Lautrup说道。
相信NAD+可以延缓衰老过程
Lautrup是奥斯陆大学临床分子生物学系的博士后研究员。(照片:Øystein Horgmo / 奥斯陆大学)
患有Werner综合征的患者通常在三四十岁时就经历典型的与年龄相关的疾病和危及生命的并发症。他们的细胞代谢发生重大变化,这意味着细胞不再表现正常。
Lautrup说:“我们的研究发现,其中一个原因是他们的线粒体中NAD+水平较低。线粒体是身体的细胞发电厂。”
她和她的同事们在实验室中分析了Werner综合征患者的细胞。他们的研究首次发现,这些患者的线粒体中NAD+水平比健康人要低。
研究人员还调查了补充NAD+是否可以帮助细胞恢复正常功能。结果是显著的。
Lautrup表示:“我们发现,补充NAD+可以刺激干细胞的生长,并抑制患者的干细胞和皮肤细胞的早衰过程。”
这些结果表明,NAD+补充可能成为治疗Werner综合征患者的一种潜在方法。
那么,NAD+是否也会对正常衰老产生重大影响呢?
我们无法没有NAD+
但NAD+究竟是什么?为什么它对我们的身体如此重要?
NAD+是一种存在于所有活细胞中的分子。它在我们细胞中发生的许多功能中起着至关重要的作用。
Lautrup解释说:“我们需要NAD+来在细胞中产生能量。它通过清除受损的线粒体来促进细胞健康和代谢,并在我们的细胞中扮演其他几个关键角色。”
她补充道:“没有NAD+,我们实际上无法生存。”
所以,尽管NAD+是一个小分子,但它对身体的影响却很大。它几乎就像一种看不见的力量,驱动着身体中最重要的过程。
线粒体、NAD+与Werner综合征
- 线粒体是细胞的发电厂,产生细胞执行所有生命过程所需的能量。
- NAD+(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸)是一种存在于所有活细胞中的分子,在体内的许多生物过程中起着关键作用,包括能量生产、DNA修复和基因表达调控。
- Werner综合征是一种罕见的遗传性疾病,其特征是早衰。在全球范围内,每10万人中不到1个出生的婴儿会患有这种疾病。该病由基因突变引起,通常导致与年龄相关的疾病,如2型糖尿病、动脉硬化、骨质疏松和早期癌症。平均寿命为46岁。
(来源:Store medisinske leksikon / Store norske leksikon)
利用Werner综合征理解衰老
随着我们年龄的增长,我们的NAD+水平显著下降。这是衰老过程的自然部分。
此前,Lautrup和同事们发现,Werner综合征患者血液中的NAD+水平也显著降低。
这种情况加速了衰老过程,使其成为研究人员了解衰老的有用模型。
“僵尸细胞”既不死也不活
我们体内一个关键的功能是细胞分裂。它对于生长和修复受损组织是必要的。正常衰老的一个自然部分是细胞失去分裂能力,这个过程变慢了。这被称为衰老。
Werner综合征是由一个对维持DNA和细胞分裂至关重要的基因突变引起的。
Lautrup解释说:“Werner综合征的一个主要特征是缺乏增殖和早衰。这意味着没有Werner蛋白的细胞分裂能力差。即使患者相对年轻,他们的细胞也会停止分裂。”
她补充道,你可以将衰老比作“僵尸细胞”。
她说:“它们既不死也不活,无法执行正常功能。”
研究人员怀疑,这些患者体内NAD+水平低导致了这种“僵尸”状态的早期出现。
用NAD+逆转衰老过程
在这项研究中,研究人员在实验室中检查了Werner综合征患者的干细胞和皮肤细胞。这些细胞与健康对照组的细胞进行了比较。
目标是看看补充NAD+是否可以帮助患者的细胞恢复分裂能力,因为细胞分裂对健康非常重要。
仅仅24小时内,细胞在接收到转化为NAD+的分子后,几个与细胞分裂相关的信号通路被激活。
Lautrup说:“我们发现,NAD+治疗可以明显逆转这种疾病的这些特征。细胞看起来更像是健康细胞。” “NAD+减少了‘僵尸细胞’的数量,并减缓了患者细胞中的持续衰老过程。”
接受NAD+的果蝇寿命更长
此前,Lautrup和她的同事对患有Werner综合征的线虫和果蝇进行了实验。研究人员给这些动物提供了一种在细胞中转化为NAD+的分子。
他们发现,NAD+治疗可以刺激并启动果蝇的细胞分裂。接受NAD+后,线粒体功能得到了改善。
尽管这些动物患有Werner综合征,它们的寿命还是比预期更长。
她说:“果蝇的这一发现让我们思考,NAD+是否可以在实际患者的细胞中恢复细胞分裂。”
为新治疗铺平道路
Lautrup的研究已经促使日本开始对Werner综合征患者进行NAD+的临床试验。她正热切期待试验结果。
她说:“我们希望这项研究,加上我们之前关于Werner综合征和NAD+的工作,将为新的治疗方法铺平道路,不仅针对Werner综合征,还可能针对其他与衰老相关的疾病。”
我们能减缓衰老过程吗?
如果研究人员能够恢复细胞中的NAD+水平,目标是减缓衰老过程。
她说:“我们将Werner综合征作为正常衰老的模型。我们希望我们的研究能为关于典型衰老的研究提供见解。然而,我们仍然不知道NAD+是否能帮助减缓人类的自然衰老。”
参考文献:
Fang et al. NAD+ augmentation restores mitophagy and limits accelerated aging in Werner syndrome, Nature Communications, vol. 10, 2019. DOI: 10.1038/s41467-019-13172-8
Lautrup et al. Decreased mitochondrial NAD+ in WRN deficient cells links to dysfunctional proliferation, Aging, vol. 17, 2025. DOI: 10.18632/aging.206236
关于研究
这项研究建立在奥斯陆大学、香港中文大学、日本芝巴大学和卑尔根大学之间的合作项目基础上,并得到了包括北欧研究理事会(日本-挪威-瑞典合作)在内的多方支持。
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