《细胞》重磅研究证实:提升NAD+可以显著延长寿命

《细胞》发表的一项研究显示,提高NAD+水平可显著延长线虫的寿命,使其平均寿命增加20%-29%。而且,后续实验证实,提高NAD+水平也可延长哺乳动物的寿命。

早在1904年,人类就已经从酵母中发现了NAD+(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸)这种分子,随后的研究证实它是几乎所有生物体内能量代谢的关键辅酶。但直到上世纪末,NAD+与衰老的关系才逐渐被研究人员注意到。2013年,瑞士洛桑联邦理工学院的研究者们发现,通过“开源”和“节流”两种方式提升NAD+水平都可以显著延长秀丽隐杆线虫C. elegans)的中位寿命,这项研究于同年7月被发表在顶级期刊《细胞》(Cell)上。

秀丽隐杆线虫是一种体长大约1毫米的透明小虫,它与我们熟知的蛔虫是同门亲戚,但却不具有任何的致病性。由于秀丽隐杆线虫的生殖周期只有短短3天,能在短时间内培养出大量的个体,且关于它的生物特性已经积累了大量的研究数据,因此成为了生物学研究中常见的模式生物。

图表 1 秀丽隐杆线虫(C. elegans

发现了降低NAD+水平会缩短寿命后,研究人员接着便探究提升NAD+水平是否能延长寿命,具体采用了“开源”和“节流”两种思路。所谓“开源”就是直接为线虫补充NAD+的前体,NAM(烟酰胺)和NR(烟酰胺核糖苷)。二者都能在线虫体内被合成为NMN(烟酰胺单核苷酸),再被转化为NAD+。

图表 2 NR和NAM都能被转化为NAD+

在实验中,研究人员在秀丽隐杆线虫的培养环境中添加了500μmol/L的NR或200μmol/L的NAM,并让线虫“一生”都生活在这样的环境中。结果显示,无论是补充NR还是NAM都提高了秀丽隐杆线虫体内的NAD+水平,并显著延长了它们的寿命

图表 3 补充NAM(左)和NR(右)都延长了秀丽隐杆线虫的寿命

除了“开源”之外,研究人员还采用了“节流”的方式提升线虫的NAD+水平。如前文所述,NAD+是一种辅酶,即酶的辅助者。它会帮助酶完成催化反应的任务,但同时自身也会被消耗掉。因此,如果通过一些手段减少消耗NAD+的酶的数量,同样能提高NAD+的水平。

在实验中,研究人员用一种名为AZD2281的化合物对线虫进行了处理,它能抑制消耗NAD+的酶PARP,从而提高线虫体内的NAD+水平。结果显示,这种“节流”的手段同样能达到延长寿命的效果

图表 4 通过AZD2281降低消耗NAD+的酶PARP同样延长了秀丽隐杆线虫的寿命

除了延长寿命之外,提升NAD+还使秀丽隐杆线虫能够更好地维持线粒体功能,它们体内的ATP水平和耗氧量都显著高于对照组。

图表 5 提升NAD+让秀丽隐杆线虫能够更好地维持线粒体功能

早在2000年,麻省理工学院瓜伦特教授的研究团队就发现,节食对酵母的延寿效果需要NAD+的参与2;而这篇发表于2013年的研究证明,提高NAD+同样能使多细胞生物秀丽隐杆线虫的寿命延长;到了2016年,华盛顿大学今井真一郎教授的研究团队在小鼠身上验证了提升NAD+的延寿效果3。这样的研究历程很难不让人们思考,在人类身上提升NAD+的延寿效果能比动物实验的更长吗?

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