以下文章是由Mo Li撰写的一篇观点文章。文章中表达的观点和意见属于作者个人，并不一定反映Technology Networks的官方立场。
我们都有过这样的经历：研究那些能增强能量、延缓衰老或提供其他健康益处的维生素或补充剂——通常是由社交媒体趋势引发的。然而，如果不真正理解我们可能试图解决的问题的根源，我们可能会忽视那些真正解释我们健康的因素。最终，我们可能会治疗那些无法命名的症状，而这些解决方案建立在我们尚未完全理解的科学基础上。
在过去的几年里，长寿已成为健康和福祉行业的定义性流行语——比以往任何时候都更深入主流文化。作为一名干细胞生物学家，我的角色和研究兴趣与这种主流报道有所交集。
这一讨论的核心是NAD+：一种存在于每个活细胞中的必需辅酶，线粒体需要它将我们从食物中摄取的营养物质转化为一种可用的燃料形式，称为三磷酸腺苷（ATP）。如果没有足够的NAD+，线粒体就无法有效地将营养物质转化为细胞能量。
这在实践中意味着什么？它与长寿有何关联？除了能量生产外，NAD+还为负责DNA修复和线粒体维护的酶提供能量——这些正是随着我们年龄增长而保持细胞功能的过程。随着NAD+水平下降，细胞自我修复、维持能量系统和抵抗压力的能力也随之下降。关键的是，NAD+水平随着年龄自然下降——因此它最近在抗衰老讨论中变得相关。需要注意的是，随着年龄增长，这种情况是完全自然的。
这种抗衰老讨论常常忽略了一个更为重要、潜在的问题：NAD+首先为什么会下降？
我们团队在阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）进行的研究，发表在《Communications Biology》杂志上，发现这个问题的答案更为具体，并且与更广泛的医疗保健相关，而不仅仅是衰老。
我们使用一个精确控制的生物反应器系统观察了人类细胞如何对酸性应激作出反应。我们的工作发现，即使是轻微的酸性也能显著破坏细胞能量产生，损害线粒体功能，并触发应激反应。
酸性应激及其重要性？
为了理解我们的发现，定义我们最初打算探索的问题很重要：酸性应激。
酸性应激是指细胞暴露在低pH环境中的状况。它通常发生在炎症组织、衰老器官和肿瘤中。这种酸性会破坏细胞功能和代谢，可能进一步酸化局部细胞环境。
话虽如此，酸性应激如此具有破坏性的原因在于细胞需要严格的pH水平才能正常运作。健康细胞需要持续高效的能量生产。当这种平衡发生变化时，后果会迅速波及整个细胞系统。
解码分子蓝图
考虑到这一点，我和我的团队开发了一个多组学框架，同时检查三个分子数据集。使用一个专门构建的生物反应器系统，该系统以生理相关的方式稳定维持细胞环境，我们隔离了pH对其他变量的影响，复制了在真实人类疾病状态中发现的轻度酸性条件，并观察了人类细胞在其中的变化。这些数据集一起显示了酸性如何触发NAD+耗竭，损害线粒体功能，激活免疫应激反应，并导致线粒体基因组不稳定。
- 代谢组学揭示，酸性应激直接耗尽NAD+并破坏细胞能量产生，迫使细胞进入效率低得多的代谢状态。
- 转录组学显示，基因活性如何在酸性条件下重新组织，激活免疫通路并加剧细胞应激反应。
- 表观基因组学揭示了基因在酸性条件下如何被调控的变化，同时也揭示了线粒体基因组本身的不稳定性。
代谢组学发现背后的机制很具体。酸性激活了一种名为PARP1的酶，该酶作为细胞自身应激反应的一部分快速消耗NAD+。同时，线粒体被迫进入备用模式，细胞更多地依赖糖酵解（分解葡萄糖获取能量），这是一种效率较低的ATP生成方式。这种代谢转变会增加乳酸产生，进一步酸化环境。应激自我加速。这三个数据集描述的不是单独的问题。它们描述了一个级联：酸性触发NAD+流失，能量生产失败，免疫警报激活，线粒体基因组不稳定。每一步都紧随前一步。令人惊讶的是，补充NAD+前体烟酰胺单核苷酸（一种广泛研究其潜在长寿促进效果的分子），恢复了细胞内NAD+水平，并显著提高了细胞对酸性应激的抵抗力。
展望未来
我相信这项研究的意义比单一的pH研究更为广泛。如果酸性正如我们的研究所述积极驱动NAD+耗竭，那么这些影响将延伸到我们如何理解当今面临的最普遍和复杂的健康状况的进展。
可以将NAD+与胶原蛋白进行类比。很少有健康趋势传播得更远或更快，其背后的科学是真实的。但行业很少停下来问的问题是：为什么它会分解？答案在于理解破坏它的环境。
围绕NAD+的讨论遵循了同样的模式。它一直存在于每个细胞内部。改变的是我们对破坏它的因素的理解。
在KAUST，我们致力于通过干细胞科学和生物工程解码人类再生的分子蓝图。我们的研究涵盖基因组编辑、单细胞线粒体DNA测序以及基于干细胞的人类疾病模型的开发。
在KAUST的生物医学科学部和智能健康卓越中心工作，跨越一个将基因组学、生物工程和功能生物学结合在一起的平台，这种环境正是为这种针对细胞韧性的跨学科探究而建立的。正是这种多角度的方法使这样的研究成为可能。
我的热情是将基于干细胞的疗法带给人们，并将实验室科学的分子精确性转化为真正改善生活的工具。这项研究是朝着这个方向迈出的一步。
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