在我們的日常飲食中,維生素是一種*的營(yíng)養(yǎng)成分,比如缺乏維生素A可導(dǎo)致過度角化,缺乏維生素B2、B6等B族維生素可導(dǎo)致脂溢性皮炎、唇干裂,缺乏維生素C可導(dǎo)致傷口難以愈合等等。但是在現(xiàn)代社會(huì),出現(xiàn)維生素缺乏導(dǎo)致的營(yíng)養(yǎng)性疾病者已經(jīng)越來越少見,絕大多數(shù)人只要正常進(jìn)食,一般不會(huì)出現(xiàn)維生素缺乏性疾病。
然而在另外一方面,科學(xué)家們也發(fā)現(xiàn)了維生素越來越多的深層次作用,譬如缺乏維生素A可能會(huì)導(dǎo)致II型糖尿病,維生素D對(duì)癌癥預(yù)后起重要作用,維生素C也對(duì)癌癥治療和預(yù)防具有積極作用……近期來自瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院(EPFL)等機(jī)構(gòu)的一組研究人員發(fā)現(xiàn)了維生素B3的一種衍生物:煙酰胺核糖(nicotinamideriboside,NR)在防止干細(xì)胞衰老,維持干細(xì)胞功能方面的重要應(yīng)用。他們以自然衰老和骨骼肌wei縮的疾病小鼠為模型,實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明,相比對(duì)照小鼠,接受煙酰胺核糖的小鼠肌肉再生能力更好,生存時(shí)間更長(zhǎng)。
這一研究成果公布在Science雜志上,“如果未來這項(xiàng)成果能應(yīng)用到人體,那么也許我們就真的具有延年益壽的‘秘方’了”。為了更深入了解這項(xiàng)重要成果,本文記者特采訪了文章的*作者張宏波(Hongbo Zhang)博士,就讀者感興趣的問題請(qǐng)教了他。
什么是煙酰胺核糖NR?
維生素B3也稱為煙酸,或維生素PP,是人體必需的13種維生素之一,煙酸在人體內(nèi)轉(zhuǎn)化為煙酰胺,煙酰胺是輔酶I和輔酶II的組成部分,參與體內(nèi)脂質(zhì)代謝,組織呼吸的氧化過程和糖類無氧分解的過程。
如果缺乏煙酸,會(huì)產(chǎn)生糙皮病,表現(xiàn)為皮炎、舌炎、口咽、腹瀉及煩躁、失眠感覺異常等癥狀。煙酸是少數(shù)存在于食物中相對(duì)穩(wěn)定的維生素,也就是說即使經(jīng)烹調(diào)及儲(chǔ)存亦不會(huì)大量流失而影響其效力。
煙酰胺核糖NR是維生素B3的一種衍生物,可以與磷酸、腺嘌呤形成煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(輔酶I)和煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(輔酶II),也就是說這是NAD+的前體物質(zhì)。
NR抗衰老作用
像所有的哺乳動(dòng)物一樣,隨著年齡的增長(zhǎng),小鼠某些器官(如肝臟和腎臟)及肌肉(包括心?。┑脑偕芰?huì)減弱。它們?cè)谑軅笮迯?fù)自身的能力也會(huì)受到影響,也就是其干細(xì)胞再生出現(xiàn)了問題,大家都認(rèn)為衰老是理所當(dāng)然的,但背后的分子機(jī)制是什么呢?
為了弄清楚這個(gè)問題,張宏波博士等人利用幾種標(biāo)記物,鑒別出了調(diào)控干細(xì)胞衰老的線粒體如何發(fā)揮功能,以及隨年齡增長(zhǎng)如何發(fā)生改變的分子鏈。而且更為重要的是,當(dāng)他們給2歲大的小鼠(這對(duì)于它們來說算高齡)施用煙酰胺核糖的時(shí)候,發(fā)現(xiàn)相比對(duì)照小鼠,接受煙酰胺核糖的小鼠肌肉再生更好,生存時(shí)間更長(zhǎng)。
這也就意味著,這種食物來源的物質(zhì)也許可以用于恢復(fù)機(jī)體修復(fù)自身的能力,而且這也能用于治療諸如肌肉營(yíng)養(yǎng)不良癥等,可以影響及對(duì)年輕人致命的一些疾病。
具體來說,煙酰胺核糖NR對(duì)線粒體具有什么調(diào)控作用?隨年齡增長(zhǎng),又是如何發(fā)生改變的呢?
張博士:NR能夠增強(qiáng)線粒體的功能,這體現(xiàn)在增強(qiáng)線粒體電子傳遞鏈蛋白的表達(dá),提高線粒體膜電位,提高氧化呼吸率和細(xì)胞內(nèi)ATP的水平。這可能伴隨著更高水平的線粒體再生。隨年齡增長(zhǎng),線粒體功能下降這正是我們發(fā)現(xiàn)的干細(xì)胞衰老的標(biāo)志。NR能增強(qiáng)線粒體功能從而達(dá)到抑制干細(xì)胞衰老的目的。
干細(xì)胞衰老與許多疾病有關(guān),這項(xiàng)研究通過多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)利用煙酰胺核糖干預(yù)了患病小鼠,結(jié)果如何,具有什么意義?
張博士:干細(xì)胞衰老的確與許多疾病相關(guān)。在我們這次的文章中我們用到的疾病模型是骨骼肌wei縮小鼠(Mdx小鼠)。嚴(yán)格地講,這是一個(gè)遺傳突變體模型而不是一個(gè)自然衰老的疾病模型,但他們與衰老小鼠具有很大的相似性。我們發(fā)現(xiàn)在這個(gè)小鼠中NR能抑制疾病小鼠的干細(xì)胞數(shù)目銳減和細(xì)胞衰老,增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)功能和骨骼肌抓握力度。
更重要的是,我們發(fā)現(xiàn)NR能抑制自然衰老小鼠中多種干細(xì)胞的功能下降,并延長(zhǎng)小鼠壽命。延長(zhǎng)小鼠壽命是一件很有意義的發(fā)現(xiàn),因?yàn)楝F(xiàn)今確證可以用來延長(zhǎng)哺乳動(dòng)物壽命的干預(yù)方式。這些發(fā)現(xiàn)使我們可以對(duì)NR直接干預(yù)衰老相關(guān)的疾病做合理預(yù)期。我們有一些正在開展的疾病研究,在這些研究中我們會(huì)嘗試NR對(duì)小鼠神經(jīng)退行性疾病如帕金森,阿爾茲海默綜合癥的治療效果。
煙酰胺核糖是一種維生素類小分子,也就是我們?nèi)粘I钪杏锌赡軘z入的營(yíng)養(yǎng)成分,日常的攝入是否也有助于防止機(jī)體衰老?
是的,NR是一種維生素類小分子,意味著可以從食物攝取,并且很大可能性有低的毒副作用。NR在牛奶和啤酒中被發(fā)現(xiàn),但問題是這些食物中NR的含量并不高,因此我不敢斷定正常食物攝取,比如通過多喝牛奶一定能達(dá)到小鼠中抑制衰老的作用。要達(dá)到我們?cè)谛∈蟮膶?shí)驗(yàn)劑量需要額外攝取。
研究表明煙酰胺核糖也具有對(duì)抗肥胖和癌癥的作用,這是否也與煙酰胺核糖對(duì)干細(xì)胞功能的影響有關(guān)?
張博士:這不一定,NR也直接作用于骨骼肌組織。雖然NR可能也調(diào)控比如脂肪干細(xì)胞的功能,對(duì)于肥胖的作用可能與更多地在于直接的組織作用而不是對(duì)干細(xì)胞的調(diào)節(jié)。
但是對(duì)于癌癥,這是一個(gè)很有意思的問題,我們知道癌癥干細(xì)胞可能是惡性腫瘤無法用放療或者化療**的罪魁禍?zhǔn)?。NR是否對(duì)癌癥干細(xì)胞有影響?這是一個(gè)我也非常好奇的問題,我的確有開展這方面研究的打算。
這項(xiàng)研究主要是在小鼠中展開實(shí)驗(yàn),如果要應(yīng)用到人體上,還需要哪些方面的證明呢?
張博士:要用到人體,現(xiàn)階段至少有重要兩個(gè)步驟要走,或者說有兩個(gè)很重要的問題要回答:*,在高劑量下有無毒副作用?第二,在人體是不是跟小鼠一樣有效。5月初我在美國(guó)一個(gè)衰老的學(xué)術(shù)會(huì)議上(Keystone symposium)報(bào)告我們的發(fā)現(xiàn)時(shí)很高興地看到,有研究小組開始了衰老人群的人體測(cè)試。盡管他們的受試群體現(xiàn)在還很小,但看起來結(jié)果喜人。他們暫時(shí)還沒有發(fā)表這一發(fā)現(xiàn),我們拭目以待吧。
下一步您的研究組將進(jìn)行哪些方向的研究,不知方便透露嗎?
張博士:在上面的問題中我已經(jīng)開始談到了一些可能的研究方向,比如對(duì)衰老相關(guān)的神經(jīng)退行性疾病的研究,對(duì)脂肪干細(xì)胞和癌癥干細(xì)胞的干預(yù)效果,NR的人體臨床測(cè)試等。此外我們考慮其他的藥物干預(yù)增強(qiáng)線粒體的功能能否達(dá)到同樣的抗干細(xì)胞衰老的作用。干細(xì)胞衰老是一個(gè)很新的領(lǐng)域,冰山才始露一角,我期待能在中國(guó)帶領(lǐng)一個(gè)團(tuán)隊(duì)繼續(xù)這些工作。子科生物報(bào)道