追求长寿是人类的终极目标之一,随着现代医学的高速发展,从抗生素到疫苗的普及,再到医疗服务的广泛应用,人类寿命正在不断延长。
而NAD+的发现,有望掀起第三次人类寿命极限的热潮,寿命增长从15岁直接提高至50岁以上,在NAD+的衰老干预下,人类寿命有望达到120-150的高龄。而这,并不是一个遥不可及的梦。
NAD+存在于所有活细胞中,对调节细胞衰老和维持机体正常功能至关重要。其实,NAD+并不是一个全新的发现,而是经过了100多年的探究。
1、NAD+研究发现历史
首次发现
1904年,英国生物化学家亚瑟·哈登(Sir Arthur Harden)首次发现NAD+,并在1929年获得诺贝尔化学奖。
明确分子结构
1920年,奥伊勒·歇尔平(Hans von Euler-Chelpin)首次分离提纯NAD+并发现其分子结构,在1929年获得诺贝尔化学奖。
确认关键作用
从1930年到1965年,奥托·沃伯格发现NAD+作为辅酶在物质和能量代谢中的关键作用(物质及能量代谢);早石修研究组揭示NAD+通过色氨酸生成的通路,以及NAD+中间体NMN。
2、NAD+动物试验
随着NAD+被不断被研究发现,NAD+作为辅酶在物质和能量代谢中的关键作用(物质及能量代谢)激发了更多科学家的研究热情。
发现Sirtuin酶可将NAD分子分解成其组成部分
2000年,麻省理工大学生物学家伦纳德•哥伦特(Leonard Guarente)研究组发现酵母SIR2(沉默信息调节因子2)和对应的老鼠的同源物 SIRT1都有NAD+依赖的蛋白质脱乙酰酶活性,Sirtuin酶可以分解NAD为它的组成部分。
发现NAD+可延长秀丽隐杆线虫寿命
2001年,麻省理工大学生物学家伦纳德•哥伦特(Leonard Guarente)研究组发现NAD+依赖型SIR2.1蛋白能延长秀丽隐杆线虫寿命将近50% [1]。
发现烟酰胺核糖苷转化为NAD+的途径
2004年,查尔斯·布伦纳(Charles Brenner)发现新的NAD+前体或结构单元,并发现了真核细胞用来将该前体转化为NAD+的酶,揭示了烟酰胺核糖苷(NR)转化为NAD+的两步途径[2]。
发现补充NAD+前体NMN可修复线粒体和肌肉
2013年,哈佛大学医学院David Sinclair团队发现对22月龄(相当于人类60岁)的小鼠使用NMN一周后,小鼠在线粒体稳态、肌肉健康等关键指标上恢复到6月龄小鼠(相当于人类20岁)相似状态[3]。
3、NAD+临床实验
临床验证作为证实NAD+功效的唯一标准,为NAD+与细胞代谢、构建、修复的关联奠定了底层逻辑和原理支撑。
发现并确认NAD+能调控人类寿命
2016年,瑞士洛桑联邦理工学院生命科学院的Johan Auwerx等科学家,揭示了NAD+与长寿蛋白Sirtuin在人体内延长人类寿命的作用机制[4]。
而后,美国国立抗衰老研究中心的科学家发现人体补充NAD+,能最终通过线粒体和DNA 延长人类寿命,提升健康水平[5]。
美国华盛顿大学医学院科学家发现NAD+能通过NMN来补充,对于实验白鼠的寿命有30%左右的延长[6]。
NASA将NAD+用于保护宇航员免受宇宙射线的伤害
2017年,美国遗传学家发现通过补充NAD+前体NMN能够调节睡眠失常的人紊乱的生物钟,使其恢复正常的昼夜节律[7]。
同年,NASA(美国宇航局)开始将NAD+用于保护宇航员免于宇宙射线引起的基因突变和身体损伤。
此前研究表明,太空中高能粒子辐射对宇航员造成的DNA损伤会导致全身5%的细胞死亡以及显著的衰老,并且几乎百分之百会患上癌症,而NAD+有望成为解决这一挑战的关键。
发现通过提升NAD+水平能够延长小鼠寿命30%
2018年,美国哈佛大学医学院终身教授David A. Sinclair与新南威尔士大学联合研究发现:人类细胞可以被细胞重编程,衰老的器官也可以被重新激发而获得新生,同时在为期2年的小鼠实验证明,长期服用NMN可以延长小鼠30%的寿命[8]。
4、NAD+转化医学
随着衰老的生物学原理日渐清晰,利用科技干预衰老有了越来越明确的路线图和着力点,有效的衰老干预方案正在快速走出实验室。
世界首台蛋白探针和指尖NAD+检测仪诞生
2019年,中科院深圳先进技术研究院於邱黎阳研究员及其团队研发出一种蛋白探针,只需一滴血,可快速便捷检测出人体“衰老指标”NAD+的含量[9]。
发现口服NMN提升人体NAD+的转运/合成机制
2019年,华盛顿大学医学院科学家发现:细胞膜表层有一种被命名为Slc12a8的转运蛋白存在,Slc12a8蛋白会在钠离子的帮助下,将NMN直接运输到细胞中,用于NAD+的生产。而当NAD+水平下降时,细胞还会增强基因的表达,增加它们运输NMN的能力。来源2019年1月的《Nature》[10]。
NAD+可逆转与年龄相关的肌肉衰老退化
2021年,瑞士洛桑联邦理工学院教授Johan Auwerx研究团队指出,肌肉衰老的成因主要是淀粉样变性和线粒体功能障碍,而补充NAD+则可以逆转肌肉衰老退化[11]。
证实补充NAD+可有效防治新冠病毒
2022年,中科院联合北京大学与清华大学临床前研究表示:补充NAD+可挽救新冠病毒感染后导致的NAD+代谢,免疫反应和细胞死亡相关基因表达失调,抑制细胞死亡,显著改善病毒感染所导致的肺炎[12]。
随着NAD+在人体物质和能量代谢中发挥越来越不可替代的作用,NAD+与衰老、长寿的关联越来越紧密。NAD+这个神奇物质,正在成为人类通过有效衰老干预手段延长寿命的超能力。
NAD+在更多应用领域的未知探索,还在持续刷新我们的认知,借此或将打开人类通往长寿节点的“时光之门”。
资料来源:
[1]. Developmental Cell,Volume 9, Issue 5, November 2005, Pages 605-615
[2]. PLoS Biology 5(10):e263,October 02, 2007
[3]. Cell Metabolism,Volume 17, Issue 6, 04 June,2013, P838-850
[4]. Cell,Volume 154, Issue 2, Pages 430-441,18 July 2013
[5]. Cell Metabolism ,Volume 24, Issue 4, Pages 566-581, 11 October 2016
[6]. Cell Metabolism,Volume 24, Issue 6, P795-806, 13December, 2016
[7]. Molecular Cell,Volume 78, Issue 5, June 04, 2020, P835-849.E7
[8]. Cell,Volume 173, Issue 1, P74-89.E20, March 22, 2018
[9]. Science,Vol. 361, No. 640714 Sep 2018 : 1122-1126
[10]. Nature Metabolism,volume 1, pages47–57 (2019),07 January 2019
[11]. Cell Reports,Volume 34, Issue 3, 19 January 2021, 108660
[12]. Cell Discovery,volume 8, Article number: 38 (2022),29 April 2022