研究表明 NMN 對腎臟具有抗衰老潛力(2020/11)
NMN 在老年小鼠中恢復年輕的腎臟蛋白水平可能會在治療上轉化為人類。
世界老年人口繼續以前所未有的速度增長。 因此,需要更好地了解衰老過程,以減輕與年齡相關的疾病和失調。 但並非所有器官都以相同的速度老化,因此科學家們必須描述每個器官的老化過程。
最近,來自北京清華大學的 Deng 及其同事在 Aging(紐約州奧爾巴尼)發表了一項研究,他們檢查了衰老過程中小鼠腎臟細胞內的變化。 他們測試了分子煙酰胺單核苷酸 (NMN) 對老年腎臟的影響,發現 NMN 有助於恢復蛋白質平衡——蛋白質穩態。 這種對衰老過程如何在腎臟中發揮作用的進一步了解將有助於開發治療方案。
老年人更容易患腎病
腎臟中與年齡相關的變化包括腎小球的變化,腎小球是過濾血液中廢物的關鍵細胞單位。與年齡相關的腎小球功能下降意味著廢物過濾率逐漸下降,最終導致腎功能喪失。這會損害腎臟在受傷後的功能,導致老年人更容易患腎損傷和疾病。
Deng 及其同事研究了 NMN 在衰老過程中對恢復腎功能的影響。他們之所以選擇研究 NMN,是因為最近的研究表明,補充 NMN 可以改善與年齡相關的器官功能障礙。 NMN 是重要分子煙酰胺腺嘌呤二核苷酸 (NAD+) 的前體,其在細胞能量產生和維持 DNA 完整性方面發揮作用。動物和人的 NAD+ 水平隨著年齡的增長而下降,這種現象與年齡相關的器官功能下降有關,包括腎功能障礙。許多研究表明,補充 NMN 會增加老年囓齒動物血液和各種組織中的 NAD+ 水平,科學家們正在測試 NMN 是否對人類有同樣的作用。
可以揭示腎臟年齡的生物標誌物
Deng 及其同事尋找腎臟衰老的生物標誌物,即表明腎臟年齡的蛋白質水平。 為此,研究人員比較了 8 周大和 96 周大的年輕小鼠腎臟之間的蛋白質水平,產生了 7,208 種蛋白質。 為了減少這種情況,他們將這些結果與其他研究小組的兩個數據集進行了比較,並考慮了血液或尿液以及腎臟組織中存在的蛋白質。 這項分析只給研究人員留下了 27 個生物標誌物。
最近,來自北京清華大學的 Deng 及其同事在 Aging(紐約州奧爾巴尼)發表了一項研究,他們檢查了衰老過程中小鼠腎臟細胞內的變化。 他們測試了分子煙酰胺單核苷酸 (NMN) 對老年腎臟的影響,發現 NMN 有助於恢復蛋白質平衡——蛋白質穩態。 這種對衰老過程如何在腎臟中發揮作用的進一步了解將有助於開發治療方案。
老年人更容易患腎病
腎臟中與年齡相關的變化包括腎小球的變化,腎小球是過濾血液中廢物的關鍵細胞單位。與年齡相關的腎小球功能下降意味著廢物過濾率逐漸下降,最終導致腎功能喪失。這會損害腎臟在受傷後的功能,導致老年人更容易患腎損傷和疾病。
Deng 及其同事研究了 NMN 在衰老過程中對恢復腎功能的影響。他們之所以選擇研究 NMN,是因為最近的研究表明,補充 NMN 可以改善與年齡相關的器官功能障礙。 NMN 是重要分子煙酰胺腺嘌呤二核苷酸 (NAD+) 的前體,其在細胞能量產生和維持 DNA 完整性方面發揮作用。動物和人的 NAD+ 水平隨著年齡的增長而下降,這種現象與年齡相關的器官功能下降有關,包括腎功能障礙。許多研究表明,補充 NMN 會增加老年囓齒動物血液和各種組織中的 NAD+ 水平,科學家們正在測試 NMN 是否對人類有同樣的作用。
可以揭示腎臟年齡的生物標誌物
Deng 及其同事尋找腎臟衰老的生物標誌物,即表明腎臟年齡的蛋白質水平。 為此,研究人員比較了 8 周大和 96 周大的年輕小鼠腎臟之間的蛋白質水平,產生了 7,208 種蛋白質。 為了減少這種情況,他們將這些結果與其他研究小組的兩個數據集進行了比較,並考慮了血液或尿液以及腎臟組織中存在的蛋白質。 這項分析只給研究人員留下了 27 個生物標誌物。
(Yi et al., 2020 | Aging (Alban NY)) 27 種腎臟蛋白(生物標誌物)的水平隨年齡而變化。 左三列和右三列分別顯示了來自研究中使用的三個數據集的每一個的老年和年輕小鼠腎臟的蛋白質水平。 每行代表右側列出的 27 個蛋白質生物標誌物之一。 紅色條表示相對於其他年齡組的蛋白質水平增加,藍色條表示與其他年齡組相比蛋白質水平降低。
NMN 注射可恢復年輕的蛋白質水平
然後,科學家們每兩天給老年小鼠注射一次 NMN,持續 4 週,從而使蛋白質恢復到年輕的水平。 在 27 種生物標誌物中,NMN 補充劑減少了 19 種隨年齡增長而增加的蛋白質中的 16 種,並增加了 8 種蛋白質中的 6 種隨著衰老水平的降低。 這表明 NMN 將腎臟蛋白恢復到年輕水平。
NMN 補充劑還增加了稱為過氧化物酶體的細胞成分的數量,這些成分可以分解細胞中的廢物。 研究小組發現,過氧化物酶體的數量隨著年齡的增長而顯著減少。 NMN 補充劑有效地增加了過氧化物酶體的數量,也減少了腎損傷的細胞標誌物。 總的來說,這表明 NMN 可以防止腎損傷。
然後,科學家們每兩天給老年小鼠注射一次 NMN,持續 4 週,從而使蛋白質恢復到年輕的水平。 在 27 種生物標誌物中,NMN 補充劑減少了 19 種隨年齡增長而增加的蛋白質中的 16 種,並增加了 8 種蛋白質中的 6 種隨著衰老水平的降低。 這表明 NMN 將腎臟蛋白恢復到年輕水平。
NMN 補充劑還增加了稱為過氧化物酶體的細胞成分的數量,這些成分可以分解細胞中的廢物。 研究小組發現,過氧化物酶體的數量隨著年齡的增長而顯著減少。 NMN 補充劑有效地增加了過氧化物酶體的數量,也減少了腎損傷的細胞標誌物。 總的來說,這表明 NMN 可以防止腎損傷。
(Yi et al., 2020 | Aging (Alban NY)) NMN 補充劑可增加老年腎組織細胞中的過氧化物酶體水平,這可以改善對損傷和/或疾病的反應。 研究人員使用專門的顯微鏡放大腎細胞併計數過氧化物酶體(黑點),如圖 F 所示。這些圖像顯示,年輕小鼠的過氧化物酶體比老年小鼠多,但 NMN 恢復了老年腎組織細胞中的過氧化物酶體數量。 該信息在圖 G 中進行了量化,該圖顯示了腎組織細胞中過氧化物酶體數量如何隨著年齡的增長而減少,但 NMN 如何恢復老年腎組織中的過氧化物酶體數量。
“我們確定了一組在年輕和老年小鼠腎臟中差異表達的蛋白質,因此可能作為腎臟衰老的生物標誌物,”Deng 及其同事在他們的出版物中說。 “此外,我們的研究結果表明,衰老導致過氧化物酶體減少,而 NMN 給藥恢復了過氧化物酶體穩態,這表明補充 NMN 可能對腎臟健康有益。” 他們說,他們的數據為了解與年齡相關的腎臟蛋白質組成變化提供了寶貴的資源。 這項研究還重申了對蛋白質的大規模研究——蛋白質組學——作為衰老研究的有力方法。
衰老腎臟研究方向
未來的研究將需要檢查本研究中確定的 27 種生物標誌物的水平是否會隨著年齡的增長而改變。 如果是這樣,這將意味著衰老中的小鼠蛋白質組學分析可以應用於人類研究。 了解 NMN 在增加腎細胞中過氧化物酶體數量方面是否具有相同的效果以及是否可以保護老年人免受腎損傷和疾病的影響也很重要。
衰老腎臟研究方向
未來的研究將需要檢查本研究中確定的 27 種生物標誌物的水平是否會隨著年齡的增長而改變。 如果是這樣,這將意味著衰老中的小鼠蛋白質組學分析可以應用於人類研究。 了解 NMN 在增加腎細胞中過氧化物酶體數量方面是否具有相同的效果以及是否可以保護老年人免受腎損傷和疾病的影響也很重要。