衰老是一种细胞到整体普遍存在的时间依赖性内生变化,表现为机体形态的老化、主要机能系统的退行性变化,其中最为广泛的原因是代谢水平改变。老年个体的代谢功能下降,甚至表现出一定程度的紊乱,因此老年个体更容易出现高血压、血脂异常等代谢疾病。
烟酰胺腺嘌呤二核苷酸,又称辅酶 I,简称为 NAD+,作为辅酶广泛参与如三羧酸循环、糖代谢等数百个生物代谢过程。氧化和还原形式分别简写为 NAD+ 和 NADH。
(NAD+)是细胞氧化还原酶的氢载体,在氧化还原反应中起重要作用,NAD+ 及相关酶是调节生物代谢的重要物质基础。体内 NAD+ 水平随年龄增长逐步下降,导致代谢水平改变和机体功能退行,体现为宏观上的衰老现象。寻找安全有效的干预手段增加体内的NAD+ 水平有望延缓衰老进程,目前的主要方法有促进 NAD+ 的从头合成以及前体回收和减少NAD+ 的自身损耗。
NAD+ 消耗主要发生在几类以 NAD+ 为底物的酶中:
① 环ADP 核糖合成酶,最典型的是一种广泛表达的细胞外酶 CD38。早前已有研究表明衰老组织中 CD38 表达增强, NAD+ 含量明显降低。
② ADP核糖基转移酶 (PARP),研究最多的 PARP1 在DNA损伤时过度激活,耗尽线粒体的 NAD+,诱导细胞凋亡。研究发现抑制小鼠 PARP1 活性,可提高NAD+ 水平,改善线粒体功能,表明在未有明显DNA损伤的正常状态下,PARP1也在消耗 NAD+。
③ SARM1,新发现的NAD+裂解酶,其在神经元中表达,神经损伤时过量消耗细胞质 NAD+,引发细胞死亡 。NMNAT2-KO小鼠的NAD+补救合成途径存在缺陷,导致先天神经元缺损,研究发现敲除SARM1使NMNAT2-KO小鼠神经元缺陷得到有效弥补 。
Nature最新刊发的研究显示,在线虫和小鼠中使用TES公司开发的两种新型ACMSD选择性抑制剂TES-991和TES-1025阻断该酶的活性后,检测到了更高的NAD+水平和更强的线粒体功能,Sirt1的表达也被上调 ,推测阻断ACMSD通过增加NAD+从色氨酸来源的合成增强了代谢功能。
抗衰老干预不同于以往的药物开发,抗衰老研究应当具有整体性、可行性和预防性,即基于衰老机体的整体进行有可行性的日常干预,以期实现对衰老进程的延缓和并发疾病的预防。因此,在对NAD+的基于日常膳食和天然化合物来多靶点提高NAD+水平,增强整体代谢能力是值得深入讨论且可实践的重要思路。
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