这些年,抗衰补剂神仙打架,抗衰新物质层出不穷,但有一个极具潜力的物质,你可能很少注意过,或只在婴儿配方奶粉的配料表里匆匆瞥见过一眼——它就是核苷酸(NT)。
核苷酸之所以“不起眼”,恰恰因为它太基础、太普遍了。我们身体里的每一条DNA链、每一段RNA链,都是由无数个核苷酸分子"手拉手"连接而成的。细胞要复制、基因要修补、身体要供能、免疫系统要打仗……哪哪都有它。
图注:核苷酸是DNA和RNA的结构单元
就是这么一个“沉默的背景分子”,近年却在抗衰赛道频频出圈。
去年,北大团队发表了一项重磅的人体临床研究:六七十岁健康的老年人连续补充核苷酸19周后,生物学年龄成功逆转了3.08岁。鲜少与“抗衰”挂钩的核苷酸,一上来就亮出了扎实的人体抗衰数据[1]。
最近,一项来自顶刊《Cell》的重磅研究,再次展示了补充核苷酸的惊艳潜力,为防护化疗药物所致的神经毒性、减缓大脑衰老、改善老年痴呆提供了一种门槛不高的新解法[2]!
故事得从DNA修复说起。
每天,我们身体里的细胞都会因为药物、紫外线、衰老等各种原因遭受成千上万次的DNA损伤,严重时DNA链可能发生断裂。为了保持健康,细胞需要不断地去修复这些损伤。
修复流程一般是:先把坏的那一段剪掉,然后再用新合成的DNA片段来补上缺口。脱氧核糖核苷三磷酸(dNTPs)是DNA合成、修复的4种基本原料和底物。
图注:4种dNTPs(结合文内第一幅图,DNA链中的每个脱氧核糖核苷酸,其实就是dNTPs释放最外侧两个高能磷酸基团后贡献出的结构单元)
大多数增殖细胞,为保证“dNTPs够用,且比例均衡”,会以葡萄糖、氨基酸等小分子为起点,从零开始生产dNTPs(从头合成途径)。这一过程几乎是所有生物合成DNA的前提。
图注:dNTPs从头合成大致流程
其中,限速步骤卡在RNR酶(核糖核苷酸还原酶)。它会脱去核糖核苷二磷酸上的一个氧原子,将其转化为脱氧核糖核苷二磷酸,然后逐步变成dNTPs。
当然,细胞还能“变废为宝”(补救合成途径)——外源补充的脱氧核苷或5'-核苷酸(人体及膳食中的功能性核苷酸全部为5'-构型),以及食物、细胞正常分解产生的脱氧核苷或游离碱基等“半成品”,也能被细胞加工成dNTPs。
图注:从头合成毕竟“高投入、慢产出”,特定时刻细胞会尝试“变废为宝”
有了这些知识,我们再来看看这篇《Cell》研究。
话说,神经元有个“成也dNTPs,败也dNTPs”的特殊经历:
它在尝试通过核苷酸切除修复(NER,分两种手段,见下)来移除抗癌药物造成的DNA损伤时,面临着一个要命的问题:
图注:铂类药物本来是用来主攻分裂细胞的,发现也会创伤神经元
神经元不像分裂旺盛的细胞(如癌细胞),有大量复制DNA的需求,它们的dNTPs储备不多、RNR限速酶活性极低、从头合成能力大约只有分裂细胞的十分之一不到
维修工作(转录偶联修复)首先将在活跃的基因组区域开展,这活儿贼费材料,三下五除二就把本来就少的dNTPs给用光了。等神经元再去修复(全基因组修复)不怎么重要的基因组区域时,刚把坏的那部分剪掉,伸手一摸,dNTPs用没了!
图注:神经元中顺铂诱导的DNA修复约一半集中在活跃转录区域
因为剪开的缺口补不上,DNA链断裂的问题越来越严重……最终,好好的修复工作反而导致了神经元的sw和神经病理性疼痛。
图注:神经元因dNTPs不够导致全基因组修复失败而sw
而当研究人员给神经元补充脱氧核苷、或在基因层面助其提高dNTPs产量后,都大大减轻了这种神经损伤,表明增益dNTPs池有用。
图注:外源补充脱氧核苷能挽救神经元
那么,这一发现对我们又有啥实际启示呢?
No.1
防护化疗药诱导的神经毒性
高达85%的患者在接受铂类化疗后会出现化疗诱导的周围神经病变(CIPN),出现手脚麻木、刺痛,严重时甚至影响日常生活,目前还没有办法来克服CIPN。这篇研究则找到了一个可能的原因——背根节神经元(DRG)修复DNA时dNTPs材料不够了。
小鼠实验已证实增加dNTPs库确实有用。理论上,外源补充“半成品”脱氧核糖核苷,有望在不干扰化疗药物抗肿瘤的前提下,降低药物毒性,让患者完成更多的疗程。
图注:基因手段增益dNTPs库改善小鼠CIPN
No.2
改善大脑衰老和病变
往大了看,脑细胞们(神经元、神经干细胞、胶质细胞等)一辈子都在面临着DNA损伤的积累。老了、不小心遭遇老年痴呆或帕金森时,DNA损伤被进一步放大。dNTPs库的不足可能加剧大脑衰老和神经退行性病变。
外源补充脱氧核苷或5'-核苷酸,有可能通过补足脑内不同细胞的dNTPs库,以及抗炎、改善代谢等途径,促进大脑健康。
动物研究显示,口服核糖核苷酸,能改善老年痴呆小鼠的病理表现(如减少淀粉样斑块沉积[3]);人体证据也初步表明:60-75岁的健康老年人补充5'-核苷酸,可显著改善大脑认知功能,降低体内氧化应激和炎症水平[4]……
No.3
支持整体抗衰第一线:免疫、肠道
人体约由30万亿个细胞构成,每个细胞核里,有30亿个碱基对需要维护。这些碱基对的复制和修复,都离不开dNTPs。
除了神经元,免疫、肠上皮细胞也可能遭遇缺dNTPs的困境。这些细胞分裂很快,对dNTPs的需求尤其大——每分裂一次,它们就得把30亿个碱基对完整复制一遍。同时也会消耗dNTPs来修复DNA损伤。dNTPs不够,分裂就会卡住、出错、细胞甚至会死翘翘。
图注:细胞分裂
对这类细胞而言,在快速分裂、感染或处于压力状态下时,单靠内源从头合成往往是不够的,外源“投喂”是一个重要的补给渠道。
外源5'-核苷酸,既能充盈rNTPs(核糖核苷三磷酸)池(支持大量RNA合成、能量代谢、信号转导),也能经RNR酶转化补充dNTPs池(支持大量的DNA复制和修复需求)。
在婴儿配方奶粉里,5'-核苷酸被用来提升免疫力、促进肠道黏膜修复等[5,6];对于时刻处于应激状态(睡眠不足、工作压力等)的成年人,同样显示它有助于支持快速增殖的细胞,辅助损伤修复[7]。
想必大家也注意到了,在说外源补充时,我们不说“补点dNTPs”。
实际上,dNTPs并不适合直接口服。
dNTPs带三个磷酸基团,分子并不稳定,口服后还没到血液就会被胃酸和酶分解——效率极低、成本高,且完全不可控,吃了等于白吃。
更重要的是,细胞内的dNTPs浓度是严格受控的。dNTPs浓度过高或比例失调,都可能干扰DNA的正常复制,甚至诱发突变。此外,完整的dNTPs也无法直接进入细胞内部。
市面上所说的“核苷酸补剂”,通常是5'-核苷酸(通常是5'-AMP、5'-GMP等的混合物)或核苷。它们能被细胞高效摄取,并通过补救合成途径转化为dNTPs。
其优势在于:
补充“短板”细胞:肠道、免疫细胞有活跃的RNR酶,能将多种外源补给包(如5'-核苷酸)还原进行利用。而对神经元这些RNR酶活性低的细胞来说,外源脱氧核苷近乎是其获得dNTPs的唯一有效途途径。
一步到位:外源脱氧核苷在进入细胞后,只需经简单几步磷酸化,就能直接生成dNTPs。不仅对RNR酶活性低的细胞友好,也有助于直接避开从头合成中最复杂、受限最严格的RNR酶“脱氧”步骤;
按需转化:外源5'-核苷酸或核苷的优势并不在于“直接补dNTPs成品”,而在于精准供给原料、尊重细胞自主调控内部的dNTPs浓度、安全且灵活;
作为一种营养增强剂,5’-核苷酸已有食品和补充剂的应用历史,研究中补充脱氧核苷也未显示出促癌或干扰顺铂治疗的风险,安全性相对较高。
回看这项《Cell》研究,它的过人之处在于,发现了神经元这类非分裂细胞中DNA修复的代谢瓶颈,揭示了核苷酸“抗氧化”、“增强免疫力”之外的潜力,为癌症、神经退行性疾病、衰老干预提供了新的解题思路。
当然,临床转化还需要进一步去验证很多问题,比如如何入脑(已发现脱氧胞苷能进入脑脊液,再进入脑组织参与DNA合成[8])、剂量、形式、长期安全性等。不过,现有核苷酸补充剂为我们提供了一个良好的起点,建议在医生指导下使用哦。
最后,核苷酸虽不是什么“包治百病”的万能分子,但几乎全身的细胞都离不开它,它不只是搭建DNA、RNA的建材,也是生命保存、传递和修复自身信息的语言。没有核苷酸,生命的更新与修复就无从谈起。在未来抗衰的道路上,或许我们该重新审视这一微小分子的力量。
声明 -本文内容仅用于科普知识分享与抗衰资讯传递,不构成对任何产品、技术或观点的推荐、背书或功效证明。文内提及效果仅指成分特性,非疾病治疗功能。涉及健康、医疗、科技应用等相关内容仅供参考,医疗相关请寻求专业医疗机构并遵医嘱,本文不做任何医疗建议。
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