NMN 保护老化的肺细胞免于功能衰退

进入衰老、非增殖状态(衰老)的肺细胞会引发疾病,研究人员可以在小鼠身上使用烟酰胺单核苷酸(NMN)来预防这种疾病。

NMN 保护老化的肺细胞免于功能衰退插图NMN

  强调

  ·       给老年小鼠补充 NMN 可以保护肺细胞免于进入一种称为衰老的压力和年龄诱导状态,这种状态会促进肺部疾病。

  ·       NMN 治疗可减少暴露于肺瘢痕形成剂后的肺结构损伤。

  ·       该研究提供了第一个证据,表明 NMN 可以预防和防止可能导致疾病的肺细胞老化。

  当年龄使我们的肺部变得最好并诱发肺部疾病时,负责与血液进行氧气交换的肺细胞,称为肺泡上皮细胞 (AEC) 会失去功能并减少数量。这些细胞的功能和数量如何随着衰老而减少尚不完全清楚,但科学家认为这与它们进入一种称为衰老的非增殖状态有关。

  来自中国国家老年病学临床研究中心的 Wei 及其同事在MedComm上发表了一项研究,首次表明分子烟酰胺单核苷酸 (NMN) 可减少细胞衰老以促进老年小鼠的肺部健康。通过通过饮用水给小鼠 500 mg/kg/天的NMN ,他们发现 NMN 降低了小鼠肺中与年龄相关的蛋白质水平,并减轻了化学诱导的和衰老相关的肺损伤。

  “膳食补充 NMN 可能是未来预防和减少与衰老相关的肺部疾病和压力引起的肺损伤的一种新的有效方法,”Wei 及其同事建议道。 衰老过程中肺 NAD+ 水平下降

  NMN 是烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 (NAD+) 的前体,NAD+ 是新陈代谢和 DNA 健康的关键分子,在许多细胞类型和器官(包括肺)中显示出随着年龄的增长而降低的水平。心血管疾病、神经退行性疾病和代谢障碍等与年龄相关的疾病都与年龄相关的 NAD+ 水平降低有关,研究表明 NMN 可以缓解小鼠的各种与年龄相关的疾病。但直到现在,还没有探索过它是否有助于肺老化和衰老。

  NMN 减少与年龄相关的蛋白质的积累

  为了弄清楚 NMN 是否可以防止肺组织衰老和 AEC 衰老,Wei 及其同事检查了它对与小鼠衰老相关的两种蛋白质 p16 和 p21 水平的影响。p16 蛋白在衰老过程中减缓细胞分裂和增殖,研究小组发现 NMN 降低了其在小鼠肺中的水平。NMN 对 p21 水平的影响也是如此,p21 是一种将 DNA 损伤积累与衰老过程中细胞增殖停止联系起来的蛋白质。肺中 p16 和 p21 水平的下降表明 NMN 可以缓解肺组织衰老并在衰老过程中保护它。

   补充 NMN 的小鼠肺组织中与衰老相关的蛋白质减少了。显示了针对衰老相关蛋白 p16 和 p21 染色的年轻和老年小鼠组织以及通过饮用水 (DW) 或口服管饲法 (G) 给予 NMN 的老年小鼠 – 一种精确液体消耗的方法。如图 A 所示,如深棕色所示,这两种蛋白质的水平在老年小鼠中有所增加,但通过 NMN 处理得到改善,如图 A 所示。图 B 和 C 量化了 NMN 对降低 p16 和 p21 蛋白水平的影响。

  NMN 防止肺细胞进入衰老

  为了进一步研究 NMN 是否直接防止 AEC 衰老,Wei 及其同事研究了 NAD+ 前体对以两种不同方式诱导衰老的 AEC 的影响。当在实验室培养皿中培养时,NMN 治疗显着减少了进入复制性衰老的肺细胞数量——在这种状态下,细胞在经历过多的分裂后不再能增殖。Wei 及其同事还通过使用一种称为博来霉素的抗生素对肺细胞进行治疗,这种抗生素会诱导肺细胞衰老。他们发现 NMN 治疗显着减少了博莱霉素抗生素应激后衰老细胞的数量。这些发现表明,NMN 可以防止过度复制和压力引起的衰老。

   NMN 保护肺细胞免于衰老。第七代肺细胞显示衰老增加,如蓝色染色(衰老相关 β-半乳糖苷酶)所示,但 NMN 处理降低了衰老细胞的百分比(图 A)。为了测试压力对衰老的影响,肺细胞用抗生素博莱霉素处理,这大大增加了衰老肺细胞的百分比。NMN 改善了应激诱导的衰老(图 B)。图 C 量化了 NMN 对年龄诱导的细胞衰老的改善,图 D 展示了 NMN 对压力诱导的衰老的保护作用。

  NMN 在压力下保护肺结构和功能

  为了测试 NMN 对整体肺结构的影响,Wei 及其同事用博莱霉素治疗小鼠,让它们咳嗽,然后吸入抗生素,这会导致肺组织破坏。当这些小鼠接受 NMN 治疗时,他们发现肺组织破坏减少。研究小组还发现,给予 NMN 的博莱霉素治疗小鼠肺部炎症细胞数量减少,整体肺重量减少。由于用博来霉素治疗小鼠会导致肺瘢痕形成,而肺瘢痕组织的积累会导致肺重量增加,这些结果表明 NMN 治疗可以防止与衰老相关的肺瘢痕形成。这些结果进一步证明 NMN 显着改善了老年小鼠的 AEC 衰老。

  ​ NMN 保护小鼠肺免受压力引起的损伤。在补充 NMN 的博莱霉素治疗后,肺部解剖结构的外观得到改善(图 A)。图 B 中的染色显示博来霉素 (BLM) 诱导的组织解体和损伤以及 p16 和 p21 水平的增加,但 NMN 治疗改善了这些影响。图 C 说明 NMN 可以防止博莱霉素引起的肺重量增加。图 D 和 E 显示补充 NMN 分别逆转了 p16 和 p21 蛋白的积累。

  NMN 可提供针对与年龄相关的肺部疾病的保护

  “我们的数据表明,NMN 可以有效缓解 [肺泡上皮细胞] 的复制和应激诱导的衰老,”Wei 及其同事说。通过显示用 NMN 提高 NAD+ 水平可以防止与年龄相关的肺细胞衰老,研究结果表明降低的 NAD+水平可能在衰老中起作用。

  此外,NMN 可以改善与 NAD+ 水平降低相关的细胞衰老。“它为与衰老相关的慢性肺病和外部刺激引起的肺损伤提供了一种预防和治疗方法。” Wei 和他的同事接着说,NMN的膳食补充剂可能是未来预防和减少与年龄相关的肺部疾病和压力引起的肺损伤的一种新的、有效的手段。