Wei和一位中国老年医学临床研究中心的同事在MedComm网站上发表的研究首次表明,β-烟酰胺单核苷酸(NMN)能够降低细胞老化,从而促进老龄老鼠的肺健康。他们在摄入500mg/kg/日NMN后,发现NMN降低了小鼠肺中与年龄有关的蛋白质的含量,并减轻化学诱导的与老化有关的肺损伤。

NMN小鼠实验

  「补充NMN在饮食中的应用,有可能成为未来预防及减少衰老相关肺病及应激性肺损伤的有效方法,」Wei及同事提出。

  老化过程中,肺NAD+含量降低。

  NMN是烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)的前体,NAD+是代谢和DNA健康的关键分子,在许多类型和器官,包括肺,随年龄增加,NMN含量下降。老年性疾病,如心血管疾病、神经变性疾病、代谢紊乱等,都与年龄相关NAD+水平下降有关,NMN能减轻与衰老相关的疾病。但是,迄今为止,它是否有助于肺的老化和衰老,尚未被研究。

  NMN降低了年龄相关蛋白的累积。

  为弄清NMN能否阻止肺组织老化和AEC老化,Wei和同事研究了NMN对两种与小鼠衰老相关的蛋白质p16和p21的影响。p16蛋白减慢了老化过程中的细胞分裂和增殖,研究小组发现NMN降低了小鼠肺中的含量。同样,NMN对p21水平的影响也一样,p21是一种蛋白,这种蛋白可以在老化过程中使DNA损伤累积而停止增殖。肺脏p16、p21水平降低,提示NMN能减轻肺组织老化,保护肺组织老化。

  (方等,2021μMeCOMM)与老化NMN小鼠肺组织相关蛋白减少。研究表明,年老和年老小鼠的组织中,用饮水(DW)或口服灌胃(G)给NMN的老年小鼠,都能准确地检测老化蛋白质p16和p21。图A显示,深棕色显示,老龄小鼠有两种蛋白水平升高,但NMN治疗后明显好转。图示B和C对NMN降低p16和p21蛋白水平的影响进行了量化。

  NMN抑制肺细胞的衰老。

  Wei和同事研究了NAD+前体对AEC的影响,发现NMN能直接预防AEC衰老,AEC可通过两种不同途径引起AEC。NMN处理明显降低了肺细胞在实验室培养皿中的数目,即经过多次分裂之后,细胞经过多次分裂之后不再增殖。Wei和他的同事们也使用一种名为博来霉素的抗生素来治疗肺细胞,该抗生素能导致肺细胞老化。结果表明,NMN能显著降低抗菌药物对博莱霉素应激后的衰老细胞数量。研究结果提示,NMN可以预防由过度繁殖和压力导致的老化。

  (方等,2021μm)MNM可保护肺细胞免于老化。第7代肺细胞的老化,如蓝色染色(老化相关β-半乳糖苷酶)所显示,但是NMN处理使衰老细胞比例下降(图A)。为检测应激对衰老的影响,用抗生素博莱霉素处理肺细胞,可显著提高老化肺细胞的百分比。NMN能改善应激引起的衰老(图B)。图C量化NMN对衰老所致细胞衰老的改善,图D显示NMN在应激所致衰老中具有保护作用。

  NMN在压力下保护肺结构与功能。

  为检测NMN功效对整个肺结构的影响,Wei和同事在老鼠身上使用博莱霉素,使其咳嗽,随后吸入抗生素,造成肺组织破坏。在接受NMN治疗后,这些老鼠的肺组织破坏程度有所降低。该研究组还发现,给NMN使用博莱霉素后,可减少肺部炎症细胞的数目,降低了肺的重量。在小鼠体内应用博莱霉素可诱导肺瘢痕形成,肺瘢痕组织积聚增加肺重量,提示NMN治疗能预防与衰老有关的肺瘢痕形成。本研究为NMN在老年小鼠AEC中明显改善衰老提供了进一步证据。

  (方等,2021μm)MNM对小鼠肺压力性损伤有保护作用。在NMN中加入博莱霉素后,肺解剖的外观得到改善(图A)。图示B染色显示博莱霉素(BLM)引起的组织紊乱和损伤,以及p16、p21水平升高,NMN治疗可改善上述效果。图C提示NMN对博莱霉素引起的肺重升高有保护作用。在图D和E两个补充后的NMN分别使p16和p21的积累相反。

  NMN可以预防老年肺病的发生。

  「我们的资料显示,NMN能有效地减轻[肺泡上皮细胞]的复制性和应激老化,」Wei及其同事说。发现NMN增加NAD+可以预防肺细胞老化,这一发现提示NAD+减少了NAD+参与了衰老过程。

  另外,NMN还能改善NAD+减少相关的细胞老化。对与年龄有关的慢性肺疾病及外界刺激所致肺损伤,可提供一种防治措施。“NMN的饮食补充剂可能成为一种新的有效方法,以防止和减少老年肺病及应激性肺损伤。