验证长寿奥秘,重庆大学科研团队证实NAD+使干细胞“重返18岁”

  《抗氧化剂》上发表一文称,通过补充NAD+可以显著延缓骨髓干细胞的衰老。

  衰老的本质其实是干细胞的衰老和减少,所以延缓人体衰老最根本的是要延缓干细胞的衰老。干细胞研究对于治疗重大难治性疾病和延缓人体衰老有重要意义,也是健康中国的重要战略之一。

  如何延缓干细胞衰老是全世界研究的焦点。近期,来自重庆大学生物工程学院的学者Jie Wang及其同事在期刊《抗氧化剂》(Antioxidants)上发表了相关文章,证实补充NAD+(nicotinamide adenine dinucleotide,烟酰胺腺嘌呤二核苷酸)可以显著延缓骨髓干细胞(bone marrow-derived mesenchymal stem cells,BMSC)的衰老,为NAD+在抗衰老领域的广泛应用提供了重要证据支持。

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重庆大学

  一、干细胞衰老

  干细胞是人体细胞的生产厂,它们可以不断增殖(数量增加)和分化(细胞形态功能变化),用于替换死亡细胞和修复受损组织。当干细胞增殖分化能力受损,就会使身体内的损伤细胞不能被及时替代,导致全身各系统功能下降,并造成人体衰老。

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  骨髓间质干细胞BMSC是一种多功能干细胞,分化后可用于组建骨骼、肌肉和血管等组织,在组织工程学和干细胞移植方面具有巨大的医疗潜力。不过人体中的BMSC很少,而通过实验室培养的BMSC在多次增殖后会衰老,细胞功能发生损伤,从而限制了它们在科研和临床领域的应用。因此,弄清如何延缓BMSC的衰老具有重要意义。

  二、NAD+和细胞衰老

  NAD+在细胞中十分常见,参与调节物质代谢和DNA修复等各种细胞活动。同时,NAD+也是一种可以显著延缓细胞衰老和延长细胞寿命的去乙酰化酶Sirtuin 1(Sirt1)的激活剂。

  既往研究发现,在细胞衰老过程中NAD+水平会下降,并且对于因NAD+水平下降引起的衰老相关疾病,可以通过补充NAD+及其前体物(如NMN等)来进行有效治疗。此外,补充NAD+还可以保护细胞免受氧化应激(过度氧化)导致的损害。这些结果表明NAD+或许可以用于治疗与衰老相关的代谢功能障碍。

  不过,此前未曾有过关于补充NAD+对BMSC的影响的报道。

  补充NAD+可以延缓干细胞衰老

  为了研究补充NAD+对已衰老的骨髓间质干细胞BMSC的影响,重庆大学的科研团队先通过D-半乳糖处理来诱导BMSC衰老,再对其补充不同浓度的NAD+(0.01、0.1和1 mmol/L)。D-半乳糖可以产生大量的ROS(reactive oxygen species,活性氧),对各种细胞器造成氧化损伤,并诱导细胞衰老及死亡。氧化应激正是细胞衰老的重要原因之一。

  结果发现,对D-半乳糖处理后的细胞补充NAD+可以显著降低ROS水平。

  此外,随着补充的NAD+浓度的增加,BMSC衰老的数量显著减少,细胞活力大幅上升。

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  此外,高浓度的NAD+对正常的BMSC没有明显的毒副作用。这些结果表明,补充NAD+可以增加BMSC的细胞活力并保护它们免于衰老。

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  四、NAD+逆转干细胞衰老的机理

  Jie Wang及其同事还发现在衰老诱导后的BMSC中,Sirt1水平显著下降,但补充NAD+的衰老BMSC恢复了Sirt1的水平和活性。此外,研究者还阻断了Sirt1的基因活性来降低Sirt1蛋白水平,结果发现通过补充NAD+来抑制ROS生成和防止BMSC衰老的效果都有所减弱,说明NAD+通过上调Sirt1水平来延缓BMSC衰老。

  五、总结

  综上所述,这项研究证实了补充NAD+能够显著提高Sirt1水平和降低ROS水平,从而延缓BMSC衰老。该研究的发现有望促进NAD+在抗衰老领域的广泛应用,推动BMSC更好地应用于临床治疗。或许有一天,依靠生物科技的力量,电影《重返18岁》中的情节在现实中也能上演。

  参考文献

  Wang J, Liu L, Ding Z, Luo Q, Ju Y, Song G. Exogenous NAD+ Postpones the D-Gal-Induced Senescence of Bone Marrow-Derived Mesenchymal Stem Cells via Sirt1 Signaling. Antioxidants (Basel). 2021 Feb 7;10(2):254. doi: 10.3390/antiox10020254. PMID: 33562281; PMCID: PMC7915830.https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33562281/

文章来源:https://www.nmn.cn/news/ev03l