富商摯愛“不老藥”NAD+研究再發(fā)力!消炎護肝、逆轉(zhuǎn)非酒精性脂肪肝
本文關(guān)鍵詞:NAD+;NR;脂肪肝;NMN;李嘉誠
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常言道:“肝好人不倒”。肝臟作為人體重要的器官,承擔(dān)著調(diào)控藥物代謝、輔助脂質(zhì)消化以及維生素儲存等諸多功能[1],夜以繼日,可謂勞苦功高。然而,由于飲酒、肥胖、衰老相關(guān)疾病(如2型糖尿病)的影響,肝臟很難保持多年如一的狀態(tài)[2],在不痛不癢中,走上下坡路。
對于這一疾首痛心的現(xiàn)象,堪稱“機體代謝調(diào)控扛把子”的NAD+逆光而來。近日,一項剛剛被著名雜志《Journal of Biological Chemistry》接收的研究表明,當(dāng)特異性破壞肝臟內(nèi)NAD+合成通路后,實驗小鼠陸續(xù)患上非酒精性脂肪肝(NAFLD),而這一癥狀在補充NAD+前體后,得到奇跡般逆轉(zhuǎn)[3]。
圖注:目前該項研究正以預(yù)印文形式發(fā)布,尚未正式刊登
肝臟“殺手”——非酒精性脂肪肝(NAFLD)
作為全球最常見的肝病病因,非酒精性脂肪肝(NAFLD)在人群中的發(fā)病率約為25%-45%[4],是人類健康的重要殺手。多年來,醫(yī)學(xué)界對NAFLD的研究也是如火如荼,《JAMA》、《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》等醫(yī)學(xué)類頂級期刊都曾專門發(fā)文,系統(tǒng)性探討該疾病的病因及治療方法[5, 6]。
當(dāng)下研究認為,NAFLD可能與包括代謝、遺傳等在內(nèi)的多種因素有關(guān)[7],而由于脂質(zhì)和糖代謝失調(diào),促使脂肪異常堆積于肝臟組織,被認為是導(dǎo)致NAFLD的重要導(dǎo)火索[8]。
異常累積的內(nèi)臟脂肪會分泌大量炎癥因子,形成促炎環(huán)境,直接引發(fā)肝組織的細胞受損,而“受了傷”的肝臟細胞也再無暇顧及氧化應(yīng)激、未折疊蛋白反應(yīng)失調(diào)(導(dǎo)致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激受損)等有害過程,細胞凋亡被異常阻滯,導(dǎo)致肝損傷與纖維化,并可能引發(fā)癌癥[9]。
除了飲食與運動干預(yù)[10],在藥物治療NAFLD上,盡管部分人體臨床研究表明,維生素E或吡格列酮(一種胰島素增敏劑)存在一定益處[11, 12],但由于治療效果欠佳(治愈率均在50%以下),加之潛在的副作用[13, 14],至今FDA也未批準(zhǔn)任何一種藥物正式用于NAFLD的臨床治療[15]。
可以說,在尋覓NAFLD良藥的征途中,我們?nèi)沃氐肋h。
NAD+穩(wěn)態(tài)受損,肝臟問題找上門
早前多數(shù)試驗發(fā)現(xiàn),罹患NAFLD后,嚙齒動物肝臟組織的NAD+水平大幅下降,推測NAD+代謝可能與NAFLD惡化息息相關(guān)[16-18]。而本次研究通過特定小鼠模型,更是篤定了組織內(nèi)正常NAD+水平對維持肝臟穩(wěn)態(tài)的重要意義。
借助基因工程技術(shù),研究人員特異性敲除了小鼠肝臟內(nèi)NAMPT酶(肝臟中NAD+合成的主要依賴酶)表達基因,這群HNKO(Hepatocyte-specific Nampt KnockOut)小鼠的肝臟NAD+穩(wěn)態(tài)被全面破壞:不僅“斷了”NAMPT合成路,NAD+其他合成途徑的相關(guān)酶(如NMNAT)也發(fā)生下降,且NAD+消耗酶PARPs還反向增加。
沒了源頭活水來,還反倒開閘放水,這NAD+的穩(wěn)態(tài)算是走到了頭。
圖注:敲除關(guān)聯(lián)基因后,NAD+穩(wěn)態(tài)被徹底破壞
隨之而來,研究人員發(fā)現(xiàn),相比野生型,HNKO小鼠的肝臟內(nèi)更易發(fā)生成纖維細胞過度增殖,導(dǎo)致肝臟出現(xiàn)纖維化,組織炎癥水平大幅飆升,部分區(qū)域甚至出現(xiàn)壞死現(xiàn)象。
圖注:HNKO小鼠出現(xiàn)肝臟纖維化與局域壞死現(xiàn)象,炎癥水平被大幅上調(diào)
并且,在HNKO小鼠的肝臟線粒體內(nèi),SOD(超氧化物歧化酶)與GPX1(谷胱甘肽過氧化物酶)表達下降,這表明NAD+不足可能導(dǎo)致小鼠體內(nèi)對ROS的清除能力下降。
更糟糕的是,在誘導(dǎo)呼吸實驗中,HNKO小鼠的最大呼吸量被檢測到下降約20%,這足以證明,小鼠的線粒體功能已經(jīng)受到損害。
圖注:相比野生型小鼠,HNKO小鼠肝臟的最大呼吸能力明顯下降
進一步對比組間測序數(shù)據(jù),因NAD+水平差異,HNKO與野生型小鼠的肝臟基因差異竟最高超過2000個!同時,兩組小鼠的蛋白質(zhì)表達也有近百處不同,多數(shù)與細胞結(jié)構(gòu)維持密切相關(guān)。
從基因到蛋白質(zhì)表達,NAD+供應(yīng)不足可謂擾亂全盤,導(dǎo)致HNKO小鼠肝臟發(fā)生重大損傷。
圖注:HNKO組小鼠的肝損傷與肝臟轉(zhuǎn)錄組、蛋白質(zhì)組的重大變化有關(guān)
NAD+前體扭轉(zhuǎn)乾坤,
NR脫穎而出登頂折桂
既然NAD+下降直接造成了肝臟的炎癥與損傷,那是否代表,只要及時補足NAD+或其前體,就能改善甚至逆轉(zhuǎn)NAFLD發(fā)生?
答案是還真行!當(dāng)給予HNKO小鼠NAD+前體——NR或NA,僅僅三周時間,小鼠們的肝臟損傷就得到顯著改善:纖維化程度被減輕,炎癥水平大幅下調(diào),壞死現(xiàn)象也消失得無影無蹤。這一切都歸益于補充NR或NA后,小鼠肝臟內(nèi)NAD+被重新拉回正常水平(筆者注:NR與NA都能繞過NAMPT,通過其他途徑合成NAD+)。
圖注:補充NR或NA后,恢復(fù)了小鼠肝臟NAD+水平,并改善肝臟損傷
不過,相比之下,利用NR恢復(fù)NAD+的效果要更好,原因便在于NR能通過合成NMN高效生成NAD+,而NA則需在NAPRT、NMNAT等酶催化下,才能“化身”NAD+,不僅要經(jīng)過多個中間體,反應(yīng)中的關(guān)鍵酶在生物體內(nèi)的活性也極低[19]。
圖注:NAD+與其主要前體的轉(zhuǎn)化反應(yīng)(時光派獨家整理)
能以十倍效果提升NAD+水平的NR,改善了肝臟組織內(nèi)線粒體結(jié)構(gòu)、細胞骨架,并能恢復(fù)多種氧化還原酶的豐度,全方位、多角度“關(guān)愛”肝臟。疾病無情,NR有愛,有了NR護航,小鼠們再也不用怕“傷肝”。
圖注:NR使得HNKO小鼠肝臟內(nèi)多種蛋白豐度正?;?/p>
時光派點評
補充NAD+前體能“護肝”,已不是“新”聞,早在2019年的一項研究中,NAD+前體物質(zhì)NMN就被發(fā)現(xiàn)能改變肝代謝:NMN通過下調(diào)乙醇誘導(dǎo)的過表達基因,并恢復(fù)細胞外信號調(diào)節(jié)激酶轉(zhuǎn)導(dǎo),成功“解酒護肝”,對治療酒精性脂肪肝具有重要意義[20]。而本次研究更是表明,無論你喝不喝酒,肝臟有了難題,補充NAD+前體都能助其重獲新生。
但讓筆者深感有趣的是,本文選擇了包括NR、NA在內(nèi),多種NAD+合成的前體,卻獨獨沒有看上在反應(yīng)通路中離“終點”更“近”的NMN,究其原因
圖注:“感謝Chromadex提供的NR原料“,就是咱們香港首富李嘉誠投資的那家
懷著一顆看熱鬧不怕事大(追尋抗衰真諦)的心,真期待NMN與NR有機會能在肝損傷修復(fù)上來個同臺競技,也好讓蕓蕓抗衰愛好者們能一睹兩家風(fēng)采。畢竟,這兩大陣營明爭暗斗也有好些年,究竟哪個更好,總歸要有個答案。
—— TIMEPIE ——