你可知道一种名为NAD⁺的小分子在我们的衰老过程中起着关键作用?这种分子的缺乏可能会使你比正常情况衰老得更快。
试想一下,你的细胞停止了能量生产,或者你的DNA难以自行修复。这是衰老的残酷现实,也是患有沃纳综合症(Werner syndrome)的人们的体验。沃纳综合症是一种罕见且严重的遗传性疾病,会导致早衰。
现在,一项新的研究表明,补充NAD⁺可能是这些加速衰老疾病的潜在治疗方法。这项关于沃纳综合症中NAD⁺缺乏的研究发表在《衰老》(Aging)期刊上。
沃纳综合症的现状
“沃纳综合症是一种成年型早衰症,患者的衰老速度更快。在他们20多岁和30多岁时,患者开始出现头发变灰和脱落、皱纹等现象,看起来比实际年龄老得多,”奥斯陆大学和阿克尔大学医院临床分子生物学系的博士后研究员Sofie Lautrup博士解释说。
患有沃纳综合症的患者在30至40岁时就开始经历典型的老年相关疾病和危及生命的并发症,并伴随着细胞代谢的重大变化,这意味着细胞不再正常运作。
“我们的研究发现,其中一个原因是他们的线粒体中NAD⁺水平较低,而线粒体是人体细胞的能量工厂,”Lautrup说道。
Lautrup博士和她的同事在实验室中分析了沃纳综合症患者的细胞。他们的研究首次揭示,与健康个体相比,这些患者的线粒体中NAD⁺水平降低。这支持了他们在早衰中失调的NAD⁺代谢和线粒体功能方面的先前发现。
NAD⁺,生命中的重要分子
研究人员调查了补充NAD⁺是否能够恢复正常的细胞功能,并取得了显著成果。
“我们发现,供应NAD⁺可以刺激干细胞生长,并抑制来自患者的干细胞和皮肤细胞的早衰过程,”Lautrup详细阐述道。这表明补充NAD⁺可能是治疗沃纳综合症患者的潜在方法。但NAD⁺是否也能显著影响正常衰老呢?
那么,什么是NAD⁺,为什么它对我们身体如此重要?
NAD⁺是一种存在于所有活细胞中的分子,在众多细胞功能中发挥着重要作用。
“我们需要NAD⁺来在细胞中产生能量。它通过消除受损的线粒体为细胞健康和新陈代谢做出贡献,并在我们的细胞中扮演几个其他关键角色,”Lautrup解释道,“没有NAD⁺,我们根本无法生存。”
因此,尽管体积小,NAD⁺对身体有着巨大的影响,作为推动关键代谢过程的无形力量。
利用沃纳综合症理解衰老
随着自然衰老的发生,我们的NAD⁺水平大幅下降。
此前,Lautrup和她的团队观察到沃纳综合症患者血液中的NAD⁺水平也显著降低。这种情况加速了衰老过程,使其成为研究人员获得衰老本身见解的有用模型。
僵尸细胞:既不死也不活
我们身体的一个关键功能是细胞分裂,这是我们成长和修复受损组织所需要的。随着年龄的增长,这种能力会减弱,导致一种称为衰老的状态。
沃纳综合症是由一个对DNA维护和修复以及细胞分裂至关重要的基因突变引起的。
“沃纳综合症的主要特征之一是缺乏增殖和过早衰老。这意味着没有WERNER蛋白的细胞分裂不佳。即使患者相对年轻,他们的细胞也会停止分裂,”Lautrup解释说。
因此,沃纳综合症患者表现出干细胞增殖能力的丧失,这对患者造成了有害的后果。
“可以将衰老细胞解释为一种僵尸细胞。它们既不死也不活,无法执行其正常功能。”
研究人员认为,这些患者中NAD⁺水平低可能导致这种僵尸状态的早期出现。
用NAD⁺逆转衰老
在他们的研究中,研究人员在实验室中检查了沃纳综合症患者的干细胞和皮肤细胞,并将其与健康对照组的细胞进行了比较。
“我们想知道NAD⁺是否可以在患者来源的细胞中重新安装增殖能力,”Lautrup说。
在接受一种转化为NAD⁺的前体分子后的短短24小时内,多个与增殖相关的通路被上调,而与衰老相关的通路被下调。
“我们发现NAD⁺治疗可以明显逆转这种疾病的这些特征。这些细胞看起来更像健康细胞,”Lautrup表示。
“NAD⁺减少了僵尸细胞的数量,并减缓了患者细胞中正在进行的衰老过程。”
果蝇带来的希望
此前,Lautrup和她的同事利用秀丽隐杆线虫和果蝇(黑腹果蝇)开展了模拟沃纳综合症的实验。
他们给这些生物体内提供了一种转化为NAD⁺的分子。结果表明,NAD⁺治疗成功刺激了果蝇的干细胞增殖,从而改善了线粒体功能。即使是患有沃纳综合症的生物,它们的寿命也比预期的要长。
“果蝇中的这一发现让我们想知道NAD⁺是否能恢复实际患者细胞中的细胞分裂,”她补充道。
开辟新疗法的道路
Lautrup的研究在日本引发了目前正在进行的临床研究,重点关注沃纳综合症和NAD⁺。
“我们热切期待结果,”她说。“我们希望这项研究结合我们之前关于沃纳综合症和NAD⁺的工作,将为不仅是沃纳综合症,还有其他与衰老相关的疾病开辟新的治疗方法。”
我们能否减缓衰老过程?
如果研究人员能够恢复细胞内的NAD⁺水平,目标是减缓衰老过程。
“我们使用沃纳综合症作为正常衰老的模型。我们持续希望我们的研究将为典型衰老的研究提供见解;然而,我们仍然不知道NAD⁺是否可以帮助减缓人类的自然衰老,”Lautrup总结道。
随着这项研究的进展,科学界仍充满希望,认为理解NAD⁺的作用和解决僵尸细胞的现象可能会为促进老年人群长寿和更好的健康开辟新的途径。
更多信息: Sofie Lautrup等人,WRN缺陷细胞中线粒体NAD⁺减少与功能失调的增殖有关,《衰老》(2025)。DOI: 10.18632/aging.206236
由奥斯陆大学提供
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