研究发现,NMN减轻骨骼衰老

2021
06/02

+
分享
评论
医学中文网
A-
A+

年龄超过50岁,三分之一的女性和五分之一的男性受到骨质疏松症的影响,骨骼破裂和退化会导致中老年人的发病率和死亡率显著增加。随着年龄的增长,骨骼变得越来越脆,骨骼系统无法完全支撑身体,从而导致骨折,跌倒和体弱,从而降低独立性和生活质量。


许多因素导致骨骼老化,间充质基质细胞(MSCs)的再生能力下降被认为是最可能的主要原因。这些在骨髓中发现的成年干细胞可以作为骨骼组织的组成部分,因为它们可以发育成称为成骨细胞的骨细胞。但是,随着年龄的增长,MSC所贡献的细胞趋向于移动-而不是产生更多的成骨细胞,它们开始优先发展为脂肪细胞或脂肪细胞。随着骨脂平衡的这种变化,骨质疏松症和脂肪堆积的风险增加,导致健康状况恶化,并且随着年龄的增长而慢性疾病的发展。


尽管MSC的数量和功能确实会随着年龄的增长而下降,但研究人员认为,有一些方法可以应对这种下降-并以此改善通常在衰老的成年人中出现的骨脂失衡。一种这样的方法是使用烟酰胺单核苷酸(NMN),它是烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD +)的前体,烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD +)是细胞功能,能量产生和衰老过程调节的重要辅酶。


烟酰胺单核苷酸可通过SIRT1途径调节老年骨髓中的间充质基质细胞,从而促进成骨和减少脂肪生成


在发表于《细胞死亡与疾病》上的最新研究中,Song及其同事研究了NMN如何在基于细胞的年龄模型和动物模型中将平衡从脂肪形成转变为骨骼增强,首先是其在扩大MSC数量和质量中的作用。由于MSC的再生能力还涉及许多其他疾病,从神经退行性疾病到代谢疾病,这项研究表明NMN可能是一种有前途的疗法,不仅可以治疗骨质疏松症。


衰老细胞如何导致骨骼脂肪失衡

由于MSC是长寿命的细胞,因此它们更容易受到衰老过程的影响,从而导致功能障碍增加和无法再生。为了在整个生命中创造出新的健康的骨细胞,成骨细胞需要不断地被源自MSC的新骨细胞替代。但是,随着年龄的增长,由于炎症和氧化应激(破坏细胞和DNA的反应性化合物的积累)或自噬减少(我们的内部回收计划从体内去除有毒或功能障碍的细胞)而导致MSC功能下降。这种与年龄有关的损害在某种程度上受到表观遗传学改变的控制。表观遗传学改变是可逆的修饰,不会改变DNA序列本身,而是根据人体读取DNA的方式导致基因活性的改变。由于这些表观遗传学变化,MSC偏离了正常分化为成骨细胞的状态,从而形成了骨骼老化和骨质疏松的特征性的骨脂失衡。

NMN将带来更坚固的骨骼

在这项研究中,研究者希望NMN重新平衡骨骼和脂肪之间的比例,因为NAD +水平的下降与衰老和包括骨质疏松症在内的慢性疾病的发展有关。首先,研究团队将NMN应用于小鼠骨髓中的MSC样本,发现NAD +前体显着促进了细胞培养物中MSC的扩增,这意味着它们能够成功再生。


不仅如此,NMN改变了增强骨骼的成骨作用与形成脂肪的脂肪形成之间的平衡。


应用NMN后,与脂肪细胞相比,MSC更有可能成为成骨细胞,这表明NMN促进了骨形成。另外,在NMN处理后,参与成骨的必需基因显着上调。


接着,研究人员试图将这些结果是从培养皿中的细胞转化为小鼠。

在一组中年小鼠中,接受NMN的小鼠的骨骼生长更为显着,脂肪细胞发育较少,并且骨骼健康的标志物(包括厚度和密度)增加了。通过NMN治疗,恢复了与年龄有关的典型骨生长减少。


最后,研究人员研究了化合物SIRT1(sirtuin-1)是否在NMN促进成骨细胞和骨骼形成中起作用。Sirtuins是一类蛋白质,在健康和长寿中起着至关重要的作用。当这些所谓的“长寿基因”的活性降低时,就会出现衰老和慢性疾病。由于sirtuins依赖于NAD +,因此NMN可以通过先增加NAD +水平来增强sirtuins的活性。sirtuins之一,SIRT1被认为特别参与骨骼健康和新陈代谢,研究团队想知道SIRT1活性对于NMN促进成骨和健康的骨脂平衡是否必要-事实证明非常必要。


与未接受NMN的小鼠相比,接受NMN并具有增强骨骼作用的中年小鼠的SIRT1活性也翻了一番。相反,在删除了SIRT1的NMN处理的细胞培养物中,MSC经历了成骨作用的抑制和脂肪形成的增加,这表明Sirtuin是NMN进行骨平衡工作所必需的。值得注意的是,删除了SIRT1的小鼠无法存活足够长的时间,无法在本实验中进行研究,这说明了该蛋白对于健康和长寿的重要性。


这项研究的结果促进了NMN作为治疗因MSC功能障碍和年龄增长而缺乏再生的疾病(包括骨质疏松症)的潜在治疗选择。 通过增加NAD +水平,补充NMN可以提高SIRT1活性和成骨率,有效地调节随年龄增长而导致骨质流失的骨脂失衡。 由于通常缺乏富含MSC的骨髓捐献,并且在实验室中培养MSC时存在一些后勤问题,因此NMN可能是挽救与年龄有关的骨质流失的一种更容易的选择。 正如作者总结的那样,“我们的研究将NMN确立为有潜力的MSC扩张和年轻衰老MSC再生的潜在疗法。” 尽管这项研究并未测试人体的骨骼生长情况,但这些结果暗示了NMN未来有能力抗击或预防与年龄有关的骨骼丢失和骨质疏松症。



1:Almeida M, O'Brien CA. Basic biology of skeletal aging: role of stress response pathways. J Gerontol A Biol Sci Med Sci2013;68(10):1197-1208. doi:10.1093/gerona/glt079

2:Song J, Li J, Yang F, et al. Nicotinamide mononucleotide promotes osteogenesis and reduces adipogenesis by regulating mesenchymal stromal cells via the SIRT1 pathway in aged bone marrow. Cell Death Dis. 2019;10(5):336. Published 2019 Apr 18. doi:10.1038/s41419-019-1569-2

3:Ullah I, Subbarao RB, Rho GJ. Human mesenchymal stem cells - current trends and future prospective. Biosci Rep. 2015;35(2):e00191. Published 2015 Apr 28. doi:10.1042/BSR20150025



*部分内容来源于网络,版权归原作者,如有侵权请联系删除

本文由作者自行上传,并且作者对本文图文涉及知识产权负全部责任。如有侵权请及时联系(邮箱:nanxingjun@hmkx.cn
关键词:
骨质疏松症,骨骼,衰老,研究,脂肪,骨脂,疾病

人点赞

收藏

人收藏

打赏

打赏

我有话说

0条评论

0/500

评论字数超出限制

表情
评论

为你推荐

推荐课程


社群

精彩视频

您的申请提交成功

确定 取消
剩余5
×

打赏金额

认可我就打赏我~

1元 5元 10元 20元 50元 其它

打赏

打赏作者

认可我就打赏我~

×

扫描二维码

立即打赏给Ta吧!

温馨提示:仅支持微信支付!