《自然》研究发现,提高NAD+水平可改善血管功能

《自然》子刊上的一项研究表明,抑制CD38合成或补充NMN,可提高体内NAD+水平,从而抑制细胞外囊泡产生,达到延缓血管细胞衰老、预防心血管疾病的目的。

作者: Eva Chan, 北京协和医学院,公共卫生专业硕士
中国科学家找到了治疗心血管疾病的新靶点

随着年龄增长,机体进入衰老阶段,心力衰竭、动脉粥样硬化和高血压等心血管疾病的发病率显著增加。既往研究已证实,细胞衰老与心血管疾病的发生发展密切相关,例如血管平滑肌细胞的衰老会加速血管老化和高血压病的发生发展。

近日,南昌大学及四川大学华西医院的研究人员发现,抑制CD38合成或补充NMN,可延缓血管平滑肌细胞衰老,使小鼠的高血压得到控制。此研究结果在《自然》子刊《信号转导与靶向治疗》(Signal Transduction and Targeted Therapy)发表。

NAD+是负责细胞能量代谢和DNA修复的重要辅酶,CD38作为哺乳动物体内主要的NAD+降解酶,可以分解NAD+。而《Cell》上发表的一项动物研究表明,NAD水平下降会加速细胞衰老并诱发器官功能障碍。因此,研究人员猜测,CD38在改善血管衰老和控制高血压方面也发挥着重要作用。

在本次项研究中,研究人员分别给健康小鼠和缺乏CD38基因的小鼠注射生理盐水及血管紧张素II(诱导小鼠发生高血压和血管功能障碍),形成4个实验组别,如图1所示。

结果发现在高血压小鼠中,与注射生理盐水的小鼠相比,缺乏CD38基因的小鼠,其颈动脉收缩压和舒张压分别降低了20.99%和13.92%,且主动脉中弹性蛋白表达增加31.45%,血管壁增厚的症状得到减轻。这些结果表明,当小鼠不能合成CD38时,其血管功能得到改善,高血压得到有效控制。

图1 缺乏CD38基因的高血压小鼠血压降低

以往的研究表明,CD38主要在免疫细胞中发挥作用。但此次研究发现,缺乏CD38的小鼠,其动脉血管平滑肌细胞中的衰老标志物减少了50%以上。且研究人员通过体外细胞培养实验发现,CD38基因过度表达,可显著加速血管平滑肌细胞的衰老。这些实验结果说明,抑制CD38合成可抑制血管平滑肌细胞衰老,从而缓解高血压症状,并改善血管功能。

“我们的研究结果证明,抑制小鼠体内CD38的合成,不仅可以降低血压,还可以延缓血管平滑肌细胞的衰老。”研究人员总结道。

针对于抑制CD38合成可延缓平滑肌细胞衰老的机制,研究人员做了进一步分析,发现抑制CD38合成会抑制细胞外囊泡的产生。

细胞外囊泡会转运衰老细胞产生的衰老物质并传递给邻近细胞,使邻近细胞加速衰老。当抑制CD38合成时,细胞外囊泡产生减少,从而延缓平滑肌细胞及相邻血管细胞的衰老速度。而且,此过程依靠NAD+发挥作用。也就是说,抑制CD38合成,会提高细胞内的NAD+水平,从而减少细胞外囊泡产生,达到延缓血管细胞衰老的目的。

图2 细胞外囊泡示意图

因此,研究人员猜想是否可以通过补充NMN来提高细胞内NAD+水平的方式,达到延缓血管衰老的作用。

结果发现,补充NMN后,不仅小鼠细胞内NAD+水平显著升高,高血压得到显著控制;而且血管的弹性蛋白表达提高了24.38%,血管壁厚度减少了27.05%,血管功能得到显著改善。

总之,本项研究证实,抑制CD38合成可提高NAD+水平,从而抑制细胞外囊泡产生,达到延缓血管细胞衰老、预防心血管疾病的目的。正如研究人员所说,“CD38是治疗心血管疾病的新靶点,而补充NMN或抑制CD38合成,或可作为老年相关心血管疾病的潜在治疗策略。”

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