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关于 NAD+、昼夜节律和抗衰老的最新发现

By Max Cerquetti 五月 13, 2020

虽然昼夜节律的作用和 NAD+ 的抗衰老益处已经众所周知,但一周前发表的一项新的开创性研究提供了以下方面的新见解:[i]

- NAD+ 在多大程度上可以改变昼夜节律的基因表达。
- NAD+ 如何在 SIRT1 的帮助下通过抑制 PER2 来稳定 BMAL1 活性,以及​​这如何促进昼夜节律转录。
- NAD+ 补充剂如何改变昼夜节律,将受抑制的 BMAL1 结合、细胞振荡、呼吸节律和活动节律恢复到年轻水平。

什么是昼夜节律?

昼夜节律有时也被描述为您身体的内部生物钟,它调节全天的困倦和清醒。昼夜节律由大脑中对光线变化高度敏感的区域控制。这就是为什么我们在阳光明媚的时候最警觉,因为天黑了,我们会感到疲倦。

什么是 NAD+?

NAD+ 是一种必不可少的分子,遍布全身。它是我们体内发生的大约 500 种不同酶促反应的关键组成部分 [ii]。 NAD+ 可以通过前体补充,例如 NMN(烟酰胺单核苷酸)和 NR(烟酰胺核苷)[iii]。

目前对昼夜节律和 NAD+ 了解多少?

随着年龄的增长,我们的昼夜节律开始下降——当我们暴露在阳光下时,我们会感觉不那么清醒,而在天黑时,我们会感觉不那么困。从本质上讲,我们身体的内部时钟受到抑制 [i]。随着昼夜节律的下降,NAD+ 水平也会随着年龄的增长而下降,因此自然而然,科学家们一直很好奇 NAD+ 水平与昼夜节律之间是否存在双向相关性。

体内和体外研究表明,补充 NMN(可增加 NAD+ 水平)可延长生物体(如小鼠 [ii] 和蠕虫和微生物(如酵母)[iii] 的寿命)。此外,补充 NMN 已被证明可以防止因衰老而导致的身体衰退,例如肌肉再生、体能下降、线粒体功能障碍、视力下降、胰岛素抵抗、动脉功能障碍等 [iv]。


2020 年 5 月 4 日发表的一项研究为我们提供了有关 NAD+ 如何影响昼夜节律的新见解。

这项体内研究在四个月的时间里观察了小鼠的 NR(烟酰胺核苷)补充剂(400 毫克/千克/天),并将其与喂食白开水的对照组小鼠进行比较反而。 NR 是另一种 NAD+ 前体,就像前面提到的 NMN 一样。四个月后,检查了小鼠的基因;他们的基因表达发生了巨大的变化。 大约 50% 的小鼠基因表现出显着的表达变化。一些基因:

1. 表现出昼夜节律振荡的丧失
2.显示昼夜节律振荡增加
3。表现出昼夜节律表达的转变
4。不受影响(约 50%)

虽然这些都是了不起的发现,但出现了一个更重要的问题。 NAD+ 如何实现这些变化?

该研究开始研究 BMAL1 的作用,BMAL1 是一种蛋白质,参与影响所有哺乳动物(包括人类)生物钟机制的各种基因的转录。小鼠被分为两组。其中一组具有正常的 NAD+ 和 BMAL1 水平,而第二组由缺乏 BMAL1 的小鼠组成。两组均注射了 500mg/kg 的 NMN(NAD+前体),4 小时后采集 DNA 样本。在检查样品中的 BMAL1 结合后,得出的结论是 NAD+ 通过稳定 BMAL1

促进昼夜节律转录

然而,为了使 NAD+ 有效地稳定 BMAL1 结合,需要 SIRT1 的存在。 SIRT1 是一种沉默调节蛋白,一组 NAD+ 依赖性蛋白质。 SIRT1 也是一种蛋白质脱乙酰酶。蛋白质脱乙酰酶是从赖氨酸(一种常见的氨基酸/蛋白质)中去除乙酰基的酶。通过观察不含 SIRT1 的细胞,他们发现这些细胞核中 PER2 水平升高。 PER2 是一种已知可抑制 BMAL1 活性的蛋白质。

基于这些发现,他们得出一个结论:SIRT1 从 PER2 蛋白中去除乙酰基,这会改变 PER2,从而降低其抑制 BMAL1 活性的有效性。 BMAL1 活性可以保持稳定,因此有助于重新编程昼夜节律功能。

因此,虽然现在知道 NAD+ 如何影响昼夜节律,研究人员想找出这是否真的是 NAD+ 众所周知的健康益处的根本原因。

为了检查这一点,两组小鼠接受了两个月的 NR。一组是具有高 NAD+ 水平的 10 个月大的年轻小鼠,另一组由具有低 NAD+ 水平的年龄较大的 22 个月大的小鼠组成。两组均给予 NR 六个月。 这六个月后,他们发现老年小鼠抑制的 BMAL1 结合、细胞振荡、呼吸节律和活动节律恢复到与年轻对照组相当的年轻水平。

参考文献:

[i] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5272178/

[ii] https://www. ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5668137/

[iii] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4112140/

[iv] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5795269/

[i] https ://www.nigms.nih.gov/education/fact-sheets/Pages/circadian-rhythms.aspx

[ii] https://www.ncbi.nlm.nih .gov/pmc/articles/PMC6342515/

[i] https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1097276520302367


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