14天改善骨质疏松,中山大学发表β-烟酰胺单核苷酸动物实验

中山大学的研究人员发现,补充NMN可显著提高老年小鼠骨髓干细胞的分化能力,并诱导骨髓干细胞向成骨细胞分化,从而改善骨质疏松症。

作者: Mercury, 北京协和医学院博士
中山大学研究发现,β-烟酰胺单核苷酸可显著改善老年小鼠骨质疏松

中国骨质疏松流行病学调查结果显示,我国50岁以上人群骨质疏松症患病率为19.2%;65岁以上人群骨质疏松症患病率为32.0%,其中女性患病率更是高达51.6%。而且,由于人们生活方式的改变,如运动量日益减少、饮食不规律等,骨质疏松症的患病人群逐渐趋于年轻化,40-49岁人群骨质疏松率达到了32.9%。

如何显著改善骨质疏松症是各国科学家面临的一个难题。2019年,中山大学在《细胞死亡及疾病》(Cell Death and Disease)期刊发表的一项研究表示,“补充NMN可能成为改善骨质疏松的有效手段。”研究结果显示,补充NMN可诱导骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化,从而改善骨质疏松。

骨髓间充质干细胞可以分化成各种细胞,包括成骨细胞,软骨细胞和脂肪细胞等,其中成骨细胞是形成骨骼的主要功能细胞。但随着年龄增加,间充质干细胞会更多的分化成脂肪细胞,而分化为成骨细胞的比例降低,这也是老年人骨质疏松的重要原因。

图1 骨髓间充质干细胞分化示意图

所以找到让间充质干细胞多向成骨细胞分化的“开关”至关重要,中山大学的研究就发现了这样的一个“开关”——NMN。

首先,研究人员将间充质干细胞在体外进行培养,一组正常培养,另外一组在培养基中添加NMM(2.25 μM),2周后检测两组间充质干细胞的分化情况。

与对照组相比,补充NMN的培养基中成骨细胞数量显著增加。其中,约有50%的间充质干细胞分化为成骨细胞,而对照组仅有30%。与此同时,补充NMN的培养基中脂肪细胞数量减少。这说明,补充NMN可提高间充质干细胞分化为成骨细胞的比例。

图2 A成骨细胞染色图,B脂肪前体细胞染色图

骨骼老化的特征是成骨生细胞成减少和脂肪细胞生成增加。由于受辐射的骨骼与老化的骨骼具有相似的特征,因此研究人员以x射线照射2组成年小鼠。

结果发现,辐射使对照组小鼠的间充质干细胞的分化能力降低了约75%;骨小梁数量减少了约50%,骨小梁厚度减少了约30%。骨小梁是骨的组成部分之一,随着年龄的增加,骨小梁会逐渐变得稀疏和纤薄。

但研究人员发现,补充NMN的小鼠,其间充质干细胞的分化能力恢复到正常水平,骨小梁结构的完整性得到提高。同时,补充NMN还抑制了辐射后约66%的脂肪细胞生成。这说明,补充NMN可显著提高间充质干细胞的分化能力,并诱导间充质干细胞向成骨细胞分化,增加骨密度。

图3 正常小鼠与辐射小鼠股骨中的骨小梁对比

随后,研究人员设置了2组老年小鼠,一组老年小鼠正常饲养,另外一组老年小鼠连续3周每天腹腔注射NMN(300 mg/kg)。

结果发现,与对照组相比,注射NMN的老年小鼠骨骼中骨小梁数目和厚度均显著提升,且骨小梁间距降低了约36%。这再次验证了,补充NMN可提高小鼠的成骨作用,从而改善骨质疏松。

综上,本研究证实了,补充NMN可显著提高间充质干细胞的分化能力,提高分化为成骨细胞的比例,促进骨骼生成,从而改善骨质疏松症。正如研究人员所说,“这表明,补充NMN在改善老年骨质疏松方面非常有潜力。”

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