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本文关键词:NAD+;NR;脂肪肝;NMN;李嘉诚

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常言道:“肝好人不倒”。肝脏作为人体重要的器官,承担着调控药物代谢辅助脂质消化以及维生素储存等诸多功能[1],夜以继日,可谓劳苦功高。然而,由于饮酒、肥胖、衰老相关疾病(如2型糖尿病)的影响,肝脏很难保持多年如一的状态[2],在不痛不痒中,走上下坡路。

对于这一疾首痛心的现象,堪称“机体代谢调控扛把子”的NAD+逆光而来。近日,一项刚刚被著名杂志《Journal of Biological Chemistry》接收的研究表明,当特异性破坏肝脏内NAD+合成通路后,实验小鼠陆续患上非酒精性脂肪肝NAFLD),而这一症状在补充NAD+前体后,得到奇迹般逆转[3]。

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图注:目前该项研究正以预印文形式发布,尚未正式刊登

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肝脏“杀手”——非酒精性脂肪肝(NAFLD)

作为全球最常见的肝病病因,非酒精性脂肪肝(NAFLD)在人群中的发病率约为25%-45%[4],是人类健康的重要杀手。多年来,医学界对NAFLD的研究也是如火如荼,《JAMA》、《新英格兰医学杂志》等医学类顶级期刊都曾专门发文,系统性探讨该疾病的病因及治疗方法[5, 6]。

当下研究认为,NAFLD可能与包括代谢遗传等在内的多种因素有关[7],而由于脂质糖代谢失调,促使脂肪异常堆积于肝脏组织,被认为是导致NAFLD的重要导火索[8]。

异常累积的内脏脂肪会分泌大量炎症因子,形成促炎环境,直接引发肝组织的细胞受损,而“受了伤”的肝脏细胞也再无暇顾及氧化应激未折叠蛋白反应失调(导致内质网应激受损)等有害过程,细胞凋亡被异常阻滞,导致肝损伤纤维化,并可能引发癌症[9]。

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除了饮食运动干预[10],在药物治疗NAFLD上,尽管部分人体临床研究表明,维生素E吡格列酮(一种胰岛素增敏剂)存在一定益处[11, 12],但由于治疗效果欠佳(治愈率均在50%以下),加之潜在的副作用[13, 14],至今FDA也未批准任何一种药物正式用于NAFLD的临床治疗[15]。

可以说,在寻觅NAFLD良药的征途中,我们任重道远。

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NAD+稳态受损,肝脏问题找上门

早前多数试验发现,罹患NAFLD后,啮齿动物肝脏组织的NAD+水平大幅下降,推测NAD+代谢可能与NAFLD恶化息息相关[16-18]。而本次研究通过特定小鼠模型,更是笃定了组织内正常NAD+水平对维持肝脏稳态的重要意义。

借助基因工程技术,研究人员特异性敲除了小鼠肝脏内NAMPT酶(肝脏中NAD+合成的主要依赖酶)表达基因,这群HNKO(Hepatocyte-specific Nampt KnockOut)小鼠的肝脏NAD+稳态被全面破坏:不仅“断了”NAMPT合成路,NAD+其他合成途径的相关酶(如NMNAT)也发生下降,且NAD+消耗酶PARPs还反向增加。

没了源头活水来,还反倒开闸放水,这NAD+的稳态算是走到了头。

图注:敲除关联基因后,NAD+稳态被彻底破坏

随之而来,研究人员发现,相比野生型,HNKO小鼠的肝脏内更易发生成纤维细胞过度增殖,导致肝脏出现纤维化,组织炎症水平大幅飙升,部分区域甚至出现坏死现象。

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图注:HNKO小鼠出现肝脏纤维化与局域坏死现象,炎症水平被大幅上调

并且,在HNKO小鼠的肝脏线粒体内,SOD(超氧化物歧化酶)与GPX1(谷胱甘肽过氧化物酶)表达下降,这表明NAD+不足可能导致小鼠体内对ROS的清除能力下降。

更糟糕的是,在诱导呼吸实验中,HNKO小鼠的最大呼吸量被检测到下降约20%,这足以证明,小鼠的线粒体功能已经受到损害。

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图注:相比野生型小鼠,HNKO小鼠肝脏的最大呼吸能力明显下降

进一步对比组间测序数据,因NAD+水平差异,HNKO与野生型小鼠的肝脏基因差异竟最高超过2000个!同时,两组小鼠的蛋白质表达也有近百处不同,多数与细胞结构维持密切相关。

从基因到蛋白质表达,NAD+供应不足可谓扰乱全盘,导致HNKO小鼠肝脏发生重大损伤。

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图注:HNKO组小鼠的肝损伤与肝脏转录组、蛋白质组的重大变化有关

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NAD+前体扭转乾坤,

NR脱颖而出登顶折桂

既然NAD+下降直接造成了肝脏的炎症与损伤,那是否代表,只要及时补足NAD+或其前体,就能改善甚至逆转NAFLD发生?

答案是还真行!当给予HNKO小鼠NAD+前体——NRNA,仅仅三周时间,小鼠们的肝脏损伤就得到显著改善:纤维化程度被减轻,炎症水平大幅下调,坏死现象也消失得无影无踪。这一切都归益于补充NR或NA后,小鼠肝脏内NAD+被重新拉回正常水平(笔者注:NR与NA都能绕过NAMPT,通过其他途径合成NAD+)。

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图注:补充NR或NA后,恢复了小鼠肝脏NAD+水平,并改善肝脏损伤

不过,相比之下,利用NR恢复NAD+的效果要更好,原因便在于NR能通过合成NMN高效生成NAD+,而NA则需在NAPRT、NMNAT等酶催化下,才能“化身”NAD+,不仅要经过多个中间体,反应中的关键酶在生物体内的活性也极低[19]。

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图注:NAD+与其主要前体的转化反应(时光派独家整理)

能以十倍效果提升NAD+水平的NR,改善了肝脏组织内线粒体结构细胞骨架,并能恢复多种氧化还原酶的丰度,全方位、多角度“关爱”肝脏。疾病无情,NR有爱,有了NR护航,小鼠们再也不用怕“伤肝”。

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图注:NR使得HNKO小鼠肝脏内多种蛋白丰度正常化

时光派点评

补充NAD+前体能“护肝”,已不是“新”闻,早在2019年的一项研究中,NAD+前体物质NMN就被发现能改变肝代谢:NMN通过下调乙醇诱导的过表达基因,并恢复细胞外信号调节激酶转导,成功“解酒护肝”,对治疗酒精性脂肪肝具有重要意义[20]。而本次研究更是表明,无论你喝不喝酒,肝脏有了难题,补充NAD+前体都能助其重获新生。

但让笔者深感有趣的是,本文选择了包括NR、NA在内,多种NAD+合成的前体,却独独没有看上在反应通路中离“终点”更“近”的NMN,究其原因

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图注:“感谢Chromadex提供的NR原料“,就是咱们香港首富李嘉诚投资的那家

怀着一颗看热闹不怕事大(追寻抗衰真谛)的心,真期待NMN与NR有机会能在肝损伤修复上来个同台竞技,也好让芸芸抗衰爱好者们能一睹两家风采。毕竟,这两大阵营明争暗斗也有好些年,究竟哪个更好,总归要有个答案。

—— TIMEPIE ——