關於人類抗衰老以及健康的科普知識。
亮點
1. 二氫煙堿酰胺核苷(NRH)暴露導致培養的人類細胞之間不同的毒性反應。
2. NAD +增加會導致細胞功能障礙,並最終導致某些細胞類型的細胞死亡。
煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)參與與細胞代謝和衰老密切相關的過程。我們的身體依賴於NAD+的穩定水平,因為細胞內NAD+水平的降低與多種代謝並發症和年齡相關疾病(如心血管疾病和老年癡呆症)有關。保持NAD+水平升高的一種方法是補充NAD+前體,如二氫煙酰胺核糖體(NRH),它能顯著提高培養細胞和小鼠的NAD+水平。但是NRH是否對人體細胞有作用還沒有完全闡明。
南阿拉巴馬大學醫學院的Sonavane和同事在《公共科學圖書館·綜合》雜誌上發表了一篇文章,展示了急性NRH暴露對人體細胞的細胞類型特異性影響。NRH對人胚腎細胞和人肝癌細胞的毒性反應不同。有趣的是,NRH暴露導致癌細胞的細胞存活率低下,而胚胎細胞的存活率沒有受到影響。這表明NRH在不同的組織類型以及病變細胞和健康細胞中具有特異性作用。
尋找適合人類使用的NAD+前體
研究表明,在齧齒動物和人類的各種組織中,NAD+水平隨著年齡的增長而下降。關鍵的是,細胞內NAD+水平的降低也會引起多種代謝並發症和與年齡相關的疾病,如肥胖、糖尿病和老年癡呆症。補充NAD+前體,如煙酰胺單核苷酸(NMN)、煙酰胺核糖苷(NR)、煙酸(NA)和煙酰胺(NAM),可以充實NAD+庫。然而,並不是所有的補充劑在減輕代謝並發症,包括胰島素敏感性、脂肪肝和腎損傷,以及預防線粒體疾病、阿爾茨海默病、心血管疾病,甚至癌症方麵都有相同的功效。
為了達到疾病狀態的保護作用,動物模型需要高劑量(250至1000毫克/千克/天)的NAD+前體。這些劑量範圍相當於一個成年人每天18.5到75克的不可持續補充,限製了根據動物模型研究對人類進行保護作用的能力。為了在人體中使用這些化合物,我們需要找到人體組織中最佳的NAD+水平,以及如何給NAD+前體相應的劑量以達到這些水平。除此之外,還需要了解前體促進這些組織中NAD+水平的有效性和持續時間。
最近的研究表明,NRH在培養細胞和小鼠模型中增加NAD+的水平比目前使用NR或維生素B3(煙酰胺和煙酸)的補充策略更顯著。由於NAD+水平極端升高的後果尚未完全了解,因此必須謹慎使用NRH,因為它可能會產生不利影響。基於這些原因,Sonavane及其同事研究了哺乳動物細胞中急性NRH暴露的細胞特異性效應。
並不是所有的人類細胞對NRH都有相同的反應
南阿拉巴馬大學醫學院的研究小組研究了不同劑量的NRH對兩種人類細胞係的影響:一種來自胚胎腎(HEK293T),另一種來自肝癌(HepG3)。NRH暴露導致HEK293T和HepG3細胞產生不同的細胞毒性反應。當添加NRH(100~1000μM)時,肝癌細胞表現出劑量依賴性毒性,而人胚腎細胞沒有受到影響。NRH暴露後在HepG3中觀察到的毒性效應而在HEK293T中沒有,這突出了NRH特異性效應在不同組織類型中的重要性,例如癌變的病變組織。
Sonavane和同事們觀察到,當用少量NRH(100μM)補充HepG3時,活性氧(ROS)含量顯著增加,這種含氧化合物會損傷細胞及其DNA。沿著這些路線,NRH誘導這些細胞中的線粒體DNA損傷以及界定細胞死亡的蛋白質水平(BAX和PUMA),這與線粒體觸發的細胞死亡有關。因此,研究小組發現NRH處理的HepG3細胞出現功能性改變並不奇怪,例如代謝失調和線粒體功能障礙。
這些觀察結果表明,細胞對NAD+增加的特異性反應可導致不同細胞室中NAD+池的失衡,導致細胞功能障礙並最終誘導細胞死亡。細胞特異性效應可能是通過NRH在這些細胞中的不同代謝途徑介導的,這需要在其他人類細胞類型中進行進一步的研究。這些發現使我們更好地了解NAD+前體水平較低的特定組織和細胞內的細胞命運,這是創造更多有益的補充劑以促進NAD+生物合成和減少其有害副作用所必需的。