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NAD前体可恢复小鼠细胞复制能力

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调节NAD +的酶使小鼠细胞在压力下保持复制

人工激活烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD +)调节酶的转基因小鼠细胞受到保护,不会因应激而停止细胞增殖,从而保持健康的衰老。

(Rost-9D | iStock)

乔纳森·格林斯坦D.博士
发布时间:太平洋标准时间(PST)上午11:10(2020年10月19日)更新:PST 2020年10月21日上午10:53

当细胞不再分裂和复制时,衰老是衰老的关键。这些衰老细胞的蓄积可以通过过度的压力或细胞复制来诱导,并降低组织在衰老的生物体中发挥功能和再生的能力。此过程涉及一种称为烟酰胺磷酸核糖基转移酶(Nampt)的酶,该酶对于合成称为烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD +)的必需化合物至关重要,该化合物在细胞代谢,健康和衰老中发挥作用。最近报道,从具有人工激活的Nampt的转基因小鼠中提取的细胞受到保护,免受过度复制引起的衰老,但是这些细胞是否能耐受应激诱导的衰老尚不清楚。

由日本奈良科学技术研究所的研究人员领导的一个研究小组在《基因到细胞》杂志上发表了一篇文章,该文章表明转基因小鼠体内具有人工激活的Nampt的细胞具有抗应激诱导的早衰的能力。实验室皿。研究人员在其出版物中说:“我们的结果表明NAMPT / NAD +不仅可以保护细胞免于复制性衰老,而且还可以保护细胞免受应激诱导的过早衰老。” 他们提出激活NAMPT活性或增加NAD +水平将保护组织免于过早的非复制细胞的积累,从而保持健康的衰老。

这些不再在衰老的生物体中分裂和复制的细胞的积累主要是压力诱导的。有几种压力可以影响细胞诱导过早衰老。一种叫做氧化应激,这是指在体内被称为自由基的有害分子与保护性抗氧化剂之间的不平衡。另一种压力是由称为内质网(ER)的细胞结构发出的,异常蛋白质在此积累,对细胞造成伤害。异常蛋白质的积累会触发未折叠的蛋白质反应(UPR),这是一种清除异常蛋白质并恢复细胞健康和功能的细胞修复机制。

研究表明,非复制型人和小鼠细胞减少了NAMPT,随后减少了NAD +。NAMPT的人工激活促进细胞中NAD +水平的升高,从而延迟了细胞衰老的发作。但是,在过度复制引起的衰老的细胞中观察到了这些作用,而不是应激。由于这些原因,奈良科学技术研究所的研究人员研究了NAMPT在应激引起的衰老细胞中的作用。

为此,研究人员利用氧化应激和ER应激刺激了携带人工插入的Nampt活化形式的转基因小鼠细胞中的过早衰老。当用氧化应激处理后,研究人员发现具有人工激活的Nampt的细胞比未改变的细胞能够分裂和繁殖更多。他们还发现,与未经改变的细胞相比,使用氧化应激源处理的具有人工激活的Nampt的细胞衰老更少。这些发现表明,NAMPT的人工激活可以保护小鼠细胞免受氧化应激诱导的过早衰老。



Nampt可防止氧化应激引起的过早衰老。用氧化应激过氧化氢(H 2 O 2处理后的总细胞数(左)和衰老阳性细胞的百分比(右)。与未经改变的小鼠相比,经氧化应激处理后,含有人工活性烟酰胺磷酸核糖基转移酶(Nampt)的转基因小鼠的细胞显示出更高的总细胞数和更少的衰老细胞。白线和条表示未改变的小鼠。黑线和黑条表示具有人工激活的Nampt的转基因小鼠(Nuriliani Genes to Cells | 2020)。

研究人员对带有ER应激源的人工激活Nampt细胞观察到了相似的结果。也就是说,他们发现,用ER应激源处理后,具有人工激活的Nampt的细胞比未改变的细胞复制更多,衰老更少。而且,与未改变的细胞相比,包含人工激活的Nampt的细胞比未改变的细胞更多地诱导了UPR基因程序,这可能有助于避免细胞衰老。



Nampt可防止内质网应激诱导的过早衰老。内质网(ER)应激诱导剂衣霉素处理后的总细胞数(左)和衰老阳性细胞的百分比(右)。与未经改变的小鼠相比,经氧化应激处理后,含有人工活性烟酰胺磷酸核糖基转移酶(Nampt)的转基因小鼠的细胞显示出更高的总细胞数和更少的衰老细胞。白线和条表示未改变的小鼠。黑线和黑条表示具有人工激活的Nampt的转基因小鼠(Nuriliani Genes to Cells | 2020)。

研究人员说:“与我们以前和当前的报告一起,我们能够证明NAMPT / NAD +轴的激活可防止复制性衰老和应激诱导的过早衰老。” 他们认为,这项研究不仅可以促进NAD +前体给药的研究,而且可以促进NAMPT活性化合物的开发,以保护组织免于过早衰老细胞的积累以维持健康的衰老


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