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NAD+的作用

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提高烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)水平可通过年轻的基因激活和代谢模式改善老年小鼠的昼夜节律,提示NAD+控制着行为和代谢健康。
昼夜节律-身体、心理和行为的变化,遵循每日循环,如睡醒周期随着年龄的增长,会受到干扰,这会导致与衰老相关的疾病的发展。然而,连接昼夜节律和衰老的机制和信号尚不清楚。
西北大学的一个研究小组在杂志上发表了一篇文章分子细胞显示出摘要烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)控制着小鼠的昼夜节律信号,可防止小鼠昼夜节律功能的下降。。他们发现,提高NAD+水平可以恢复衰老时细胞的发电站线粒体中年轻的基因激活和活动节奏。这些发现表明NAD+在影响行为和代谢健康方面起着重要作用。
升高烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)可恢复衰老时的年轻基因激活和线粒体节律。NAD+通过生物钟诱导应激和代谢相关基因的激活。BMAL 1蛋白对NAD+的反应是必需的。NAD+通过乙酰化来调控PER 2的定位,从而控制与昼夜节律相关的基因激活。NAD+对抗年龄相关的昼夜机能下降。P,磷酸化;ac,乙酰化(Levine)分子细胞 | 2020).
随着年龄的增长,细胞中NAD+水平下降。然而,有证据表明,通过使用其前体来促进NAD+的产生促进了小鼠的年轻。NAD+是sirtuins功能所必需的分子,而sirtuins是一种促进健康寿命和寿命的酶。这个名为Sirtuin 1(SIRT 1)的酶家族的一个成员通过与“核心时钟复合体”的成员结合来调节昼夜节律,该复合体由基因激活因子Clock-BMAL 1和基因抑制因子PER 2组成。为此,SIRT 1通过一种称为去乙酰化的过程对PER 2进行修饰,从而导致PER 2的降解,并激活与昼夜节律.
为了研究NAD+在小鼠昼夜节律基因表达中的作用,研究人员给小鼠饮水中添加NAD+前体,特别是烟酰胺核苷(NR),为期4个月,并分析与肝脏昼夜节律相关的基因是如何激活的。这表明,大约一半昼夜节律调控的肝脏基因的激活模式随着NAD+的增加而改变。研究人员说:“我们观察到天然橡胶对肝脏的节律基因转录有广泛的影响,我们鉴定NAD+是SIRT 1介导的PER 2去乙酰化的调节因子,从而建立了NAD+调节生物钟的机制。”
当研究人员服用NR和提高NAD+水平时,可增强小鼠肝脏生物钟基因激活因子BMAL 1的功能,最终提高昼夜节律基因的激活。相反,当研究者从小鼠肝脏中消除SIRT 1时,随着NAD+水平的升高,肝脏昼夜节律基因激活的变化也随之消失。这表明NAD+水平的增加通过SIRT 1依赖机制改善了昼夜节律。
此外,在缺乏SIRT 1的培养细胞中,PER 2在细胞核中的定位也增加了,这是它抑制与昼夜节律相关的基因的地方。此外,当研究人员在小鼠体内耗尽NAD+时,他们观察到PER 2的修饰增加了,从而促进了PER 2的稳定性和活性,并促进了它在细胞核中的滞留,从而促进了它的功能。NAD+抑制PER 2作为生物钟基因抑制因子,从而通过BMAL 1增强生物钟基因的激活。这表明NAD+通过SIRT 1和PER 2促进BMAL 1调控的基因活性。
其次,研究者发现BMAL 1在老年小鼠肝脏中的功能降低,与PER 2水平升高相一致,降低了昼夜节律基因振荡的强度。当研究者给老年小鼠注射NAD+前体NR 6个月时,他们观察到BMAL 1功能恢复到与幼鼠相似的水平。
烟酰胺核苷(NR)增强老年小鼠昼夜节律基因激活模式和代谢功能。左图:幼龄水和天然橡胶处理小鼠基因激活的平均振荡。右图:细胞能量室(即线粒体)的耗氧率(OCR),它是从年轻的和年老的、水处理的肝脏和NR处理的肝脏(Levine)中分离出来的。分子细胞 | 2020).
另外,当他们使用NR时,夜间运动的数量(在老年小鼠中通常是减少的)恢复到了年轻的水平。“提供天然橡胶…在饮水中,老鼠会抵消夜间活动节奏的下降,“调查人员说。
烟酰胺核苷(NR)恢复老年小鼠夜间运动活动。左图:幼龄和老年水及NR处理小鼠轮跑活动的代表平均24小时剖面图。箭头表示“深夜活动”。右:夜间每分钟平均轮转数(Levine)分子细胞 | 2020).
总之,升高NAD+可以逆转衰老相关的昼夜节律障碍.用NAD+校正昼夜节律也可用于治疗与PER 2放松管制相关的昼夜节律性疾病,如PER 2突变或轮班工作引起的昼夜节律紊乱。研究人员说:“我们的研究阐明了SIRT 1介导的时钟调节机制,此前有人提出了这种机制的不同之处。”


1楼2021-01-09 15:46回复