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研究表明,nmn 可以延緩小鼠血管細胞衰老並支持心血管健康

研究表明,nmn 可以延緩小鼠心血管疾病中潛在的血管細胞衰老

我們的細胞和器官非常健談,因為它們透過發送訊息來相互交談,以讓彼此了解它們的健康狀況和複製能力(或缺乏複製能力,這被稱為 老化)。 細胞和器官之間的一種通訊方式是透過細胞外囊泡-攜帶分子有效負載的分泌載體。 但這種訊息傳遞的作用不僅僅是告知細胞彼此的狀態; 它可以影響接收細胞的狀態。 例如,隨著我們年齡的增長和細胞的衰老,它們會向鄰近的細胞發送信號,誘導它們的衰老,從而啟動全身細胞的級聯停滯,這與衰老和與年齡相關的疾病有關。

現在, 新研究 研究表明,阻斷血管之間攜帶老化訊號的細胞外囊泡有助於減輕老化過程和與年齡相關的心血管疾病(例如心臟衰竭、動脈粥狀硬化性疾病和高血壓)的發展。

發表於期刊 訊號傳導與標靶治療,這項工作指出了維持適當水平的煙酰胺腺嘌呤二核苷酸 (NAD+)(一種參與所有細胞中無數過程的分子)對於延緩血管細胞衰老的重要性,作者表明,可以透過補充NAD+ 前體,菸鹼醯胺單核苷酸(NMN)。 Gan 及其同事總結道:“我們的結果提供了強有力的證據,表明…[NAD+] 補充劑可能作為年齡相關疾病的潛在治療策略。” 

血管「年齡」是心血管健康的基礎

隨著年齡的增長,維持血管健康非常重要,因為許多慢性病和與年齡相關的疾病都源自於血管系統的惡化。 隨著年齡的增長,高血壓、心臟衰竭和中風等心血管疾病變得更加常見。 科學家認為,血管內陳舊或「老化」細胞的增加可能是老化和疾病發展的根源。 這些舊細胞的功能減弱或有缺陷,最終會死亡。 隨著越來越多的細胞衰老,它們組成的組織和器官變得受損,不再年輕。 這是許多不同健康狀況發展的重要一步。

研究人員致力於從細胞層面開始尋找預防這種老化的方法。 透過仔細觀察血管系統的細胞,研究人員能夠了解細胞層面的問題如何導致影響全身的慢性疾病的發展。 例如,最近的一項研究表明,血管內壁中老化細胞的累積會導致難以治療的高血壓 (1)。  了解這些與年齡相關的變化如何發揮作用,使研究人員能夠制定保持細胞年輕和健康的策略。

隨著年齡的增長,高血壓、心臟衰竭和中風等心血管疾病變得更加常見

Nad+,老化的核心分子

一項重要的抗衰老策略包括在細胞層面維持足夠的 nad+ 水平, 因為 NAD+ 是代謝過程和細胞活力的重要輔助因子 (2)。 因此,研究人員探索了在老年時保持細胞內 NAD+ 水平的不同方法。 從本質上講,NAD+ 是保持細胞健康和年輕的關鍵。

先前的研究展示瞭如何逆轉因 nad+ 水平降低而引起的一些與年齡相關的變化 (3)。 一項研究檢驗了給小鼠補充 nad+ 前體菸鹼醯胺單核苷酸 (nmn) 的抗衰老作用 (4)。 僅補充兩週後,研究人員就能夠在接受 nmn 治療的小鼠的主動脈(人類中也存在的主要血管)中看到與未治療的對照組相比更年輕的特徵。

身體細胞間的郵政服務

細胞通訊會影響老化。 細胞依靠整齊包裝的蛋白質資訊進行通訊。 這些訊息被包裝在稱為小細胞外囊泡 (sev) 的束中。 科學家認為,該系統的正常運作會影響細胞內 nad+ 的可用性。 有缺陷的訊息傳遞會導致細胞老化和疾病的出現。

深入研究這個資訊系統已經發現了影響細胞內 nad+ 的其他方式。 攜帶訊息的 sev 還調節一種稱為 cd38 的蛋​​白質的產生,該蛋白質對 nad+ 具有降解作用。 這些效應已在多種動物中觀察到,科學家認為這種蛋白質是 nad+ 可用性的主要限制因素 (5)。

身體細胞間的郵政服務

Nad 消耗酶控制血管細胞年齡

一群中國研究人員最近在該雜誌上發表了一項研究 訊號傳導與標靶治療 重點在於 CD38(一種消耗 NAD+ 的酵素)對細胞老化的影響。 這項研究提供了一些關於 CD38 蛋白對於限制血管老化影響的重要作用的一些見解,但他們的結果對身體所有細胞的衰老都有影響 (6)。

研究人員使用動物模型來研究控制 cd38 如何影響小鼠血管內壁。 他們的第一步是用一種名為血管緊張素 ii 的化學物質(一種自然產生的血液收縮分子)在小鼠體內誘發高血壓,以模擬高血壓中的血管老化。 一段時間後,老化細胞慢慢取代了通常排列在血管中的年輕健康細胞。

一旦這些變化確定,他們就以多種方式調節 NAD+ 水平:使用 CD38 抑製劑和 NAD+ 前體 NMN,口服。 這兩種治療方法都增加了 NAD+ 的可用性,並逆轉了一些老化引起的血管變化。 更重要的是,Gan 及其同事發現,這兩種 NAD+ 水平調節治療都可以逆轉化學引起的高血壓。

這些結果為保持細胞年輕提供了一種有前景的新策略。 透過限制 cd38 的數量,研究人員能夠減少小鼠血管中老化細胞的數量。 研究也發現,這種方法還具有活化沉默調節蛋白的額外好處。 這些蛋白質可保護細胞「發電站」粒線體的健康和正常功能,使其免受與老化相關的衰老損傷 (7)。 這些綜合作用保護了研究中小鼠的血管,並防止細胞老化。

Nmn能否對抗血管老化和心血管疾病?

這項研究揭示如何使用 nmn 等補充劑維持細胞中的 nad+ 水平有助於對抗與年齡相關的疾病。 透過防止細胞衰老,防止 nad+ 水平隨著年齡的增長而下降可能是晚年保持健康的關鍵。 然而,nmn 是否有助於預防血管老化和心血管疾病的發生還有待觀察,因為尚未有臨床試驗測試這種 nad+ 前體對這些疾病的功效。

參考:

  1. 遲成,李東傑,姜永傑,等。 血管平滑肌細胞老化和年齡相關疾病:最新技術。 生物化學生物物理學報。 2019;1865(7):1810-1821。 doi:10.1016/j.bbadis.2018.08.015
  2. Tarantini S、Valcarcel-Ares MN、Toth P 等人。 補充菸鹼醯胺單核苷酸 (NMN) 可挽救老年小鼠的腦微血管內皮功能和神經血管耦合反應,並改善認知功能。 氧化還原生物. 2019;24:101192.
  3. 吉野 j,鮑爾 ja,今井 si。 nad+ 中間體:nmn 和 nr 的生物學和治療潛力。 細胞代謝物。 2018;27(3):513-528。 doi:10.1016/j.cmet.2017.11.002
  4. Kiss T、Balasubramanian P、Valcarcel-Ares MN 等人。 菸鹼醯胺單核苷酸(NMN)治療可減輕氧化壓力並挽救老化腦微血管內皮細胞的血管生成能力:預防血管性認知障礙的潛在機制。 老年科學。 2019;41(5):619-630。 doi:10.1007/s11357-019-00074-2
  5. Hogan KA、Chini CCS、Chini EN。 多面外酵素 CD38:在免疫調節、癌症、老化和代謝疾病中的作用。 前沿免疫。 2019;10:1187。 發佈於 2019 年 5 月 31 日。
  6. 甘 l,劉 d,劉 j,等。 cd38 缺陷透過抑制小鼠細胞外小泡介導的血管平滑肌細胞老化來減輕 ang ii 誘導的血管重塑。 訊號轉導標靶。 2021;6(1):223。 2021 年 6 月 11 日發布。
  7. Sun N,Youle RJ,Finkel T。 分子細胞。 2016;61(5):654-666。 doi:10.1016/j.molcel.2016.01.028


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