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欧洲科学家新发现不老药NMN或可治 [复制链接]

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腹膜炎,许多人可能对这个词比较陌生,但实际上,这种病已经伴随人类很久了,早在古埃及,人们就已经发现了这种疾病,并且认为这种病是一种不祥的预兆[1]。到了现代,科学家给出了明确的定义,它是腹腔和腹膜因细菌感染、化学刺激、物理损伤等原因所引起的炎症反应。据说,著名的魔术师哈利·胡迪尼就死于腹膜炎。

腹膜炎一旦发生,腹腔渗液中大量的细菌与毒素经腹膜吸收后就会进入血液中,非常容易引起败血症,败血症相当致命,如果不及时采取措施,很容易造成多器官衰竭甚至死亡。据《柳叶刀》的一篇研究显示,全球近20%的死亡与败血症相关[2]。

无论是败血症还是腹膜炎,它们的实质都是巨噬细胞介导的炎症反应。先前的研究表明,患有腹膜炎和败血症期间,我们体内的NAD+水平会降低,而NAD+是氧化应激和炎症反应的重要调节因子,那么补充NAD+前体能否改善腹膜炎和败血症期间失调的炎症反应呢?

为了解决这一问题,欧洲科学家选择NMN作为NAD+前体,进行了一系列实验,其研究成果发表于《FrontiersinMolecularBiosciences》[3]。他们发现NMN能抑制细菌感染,显著提高败血症小鼠的存活率。

研究人员选择了7-12周的雄性小鼠,分为两组,一组进行盲肠结扎穿刺术(CLP),诱发腹膜炎和中度败血症,另一组进行假手术,手术结束后,对CLP的小鼠分别注射NMN溶液(mg/kg,相当于人体mg/天)和生理盐水,持续4天,测量各组小鼠的生理指标。

一、大幅减少败血症造成的死亡

从图1A中可以看出,NMN治疗组的小鼠的生存率显著高于对照组,由于败血症导致的高死亡率,对照组小鼠4天后的存活率仅仅只有12%,而NMN组小鼠的这一数据高达51%。

体温方面,对照组小鼠在手术后2小时,体温就显著下降,到手术后24小时体温达到最低值,平均下降了6.07℃。而NMN治疗不仅可以缓解小鼠术后6小时体温的下降,并且在6小时后,还能促使体温回升,术后24小时已经恢复至正常体温,与对照组小鼠存在显著差异。

两组小鼠的存活率和体温的显著差异说明NMN治疗可大幅减少败血症造成的死亡,并且缓解和改善败血症引起的症状。

图1:接受盲肠结扎穿刺术后两组小鼠的存活率(A)和体温(B)

二、降低细菌负荷和促炎细胞因子,提升NAD+水平

我们知道,败血症是由细菌和毒素进入血液造成的,因此,评估血液循环中细菌数量十分重要,科学家一般是采用“细菌负荷”这一指标来衡量。结果显示,NMN治疗组小鼠的细菌负荷显著降低。有趣的是,在体外的NMN抑菌实验中,NMN虽说有一定的抑菌效果,但作用比较有限,而在体内抑菌效果就非常显著。这是为什么呢?研究人员推测NMN降低细菌负荷并不是直接抑制细菌的生长,而是通过刺激宿主对于感染的反应来实现的。

图2:NMN治疗组和对照组的细菌负荷

除了细菌负荷,测量NAD+水平也非常重要,毕竟这是它的“本职工作”。正如先前研究发现的那样,与假手术组相比,接受CLP的对照组小鼠血液中的NAD+水平显著降低,但NMN治疗小鼠的NAD+水平与假手术组并无显著差异。

有趣的是,无论是NMN治疗组还是对照组,其血液中的NAM(烟酰胺)的代谢产物1-甲基烟酰胺水平都显著升高了,这表明CLP诱导的腹膜炎和败血症会消耗大量的NAD+,而补充NMN可以部分维持细胞的NAD+水平。

图3:各组小鼠的NAD+和1-甲基烟酰胺的水平

腹膜炎和败血症作为典型的炎症反应,因此测量炎症介质浓度自然是必不可少的。研究人员还测量了各组小鼠中32种炎症介质的浓度,发现接受CLP的两组小鼠中,13种促炎细胞因子的浓度都显著增加,但两组间仍有区别,NMN治疗组小鼠的两种促炎细胞因子(CXCL10和IL-6)相比于对照组小鼠,浓度要更低一些,说明NMN可以部分降低炎症细胞因子,减轻炎症。

三、改善心肺的免疫炎症和能量代谢

我们在前面已经提及,败血症可能会导致多器官功能衰竭,甚至死亡。而在所有器官中,心脏和肺部是最容易受到败血症影响的两个器官,因此,研究人员检测了各组小鼠心肺的基因表达情况,发现在接受CLP的两组小鼠的心肺中,与免疫相关的通路普遍下调。

但两组小鼠中仍有区别,与对照组相比,NMN治疗组的小鼠心脏的炎症因子IL-6相关表达出现了下调,与此同时,肺部的先天性免疫反应相关基因表达也出现了下调,说明NMN治疗可以通过调控基因表达来抑制过度的炎症和免疫反应。

败血症除了引起炎症,造成多器官衰竭,实际上还会造成许多营养素的代谢障碍,包括碳水化合物,脂质和蛋白质。在基因表达上,研究人员也发现了这种变化。在NMN治疗小鼠中,其肺部的碳水化合物代谢明显改善,心脏和肺部的脂质代谢也得到了上调,这表明NMN可以改善心脏和肺部的免疫反应和能量代谢,减少败血症对器官造成的损伤。

总结

先前也有科学家研究过NAD+前体对于败血症的影响,但采用的NAD+前体是NR,结果显示只有NR预处理的败血症小鼠才表现出显著的益处,如果小鼠患上败血症后再用NR,并没有表现出明显的效果,而且预处理使用的NR的剂量较大,为mg/kg[4]。

这项研究采用的NAD+前体是NMN,不仅使用的剂量比较小,只有mg/kg,而且效果也很不错,即使是患上败血症的小鼠,在经过NMN治疗后症状明显好转,存活率也得到大幅提升。这说明NMN在治疗细菌感染引起的败血症方面,具有显著优势。

在这项研究中,研究人员不仅证实了自己的猜测,补充NAD+前体NMN的确能改善败血症,而且通过测量各种指标挖掘出了NMN治疗败血症多样化的作用机制,不仅是常规的提高NAD+水平,还包括刺激宿主对于细菌感染的反应,抑制细菌的生长繁殖;抑制炎症细胞因子,降低炎症;改善糖代谢和脂质代谢,为细胞提高充足的能量。

由于NMN良好的安全性和治疗败血症的有效性,因此,补充NMN是一种很有希望的抑制细菌感染以及保护器官的治疗方法,期待NMN未来在临床上的进一步表现!

参考文献

[1]Clements,T.W.,Tolonen,M.,Ball,C.G.,Kirkpatrick,A.W.().Secondaryperitonitisandintra-abdominalsepsis:anincreasinglyglobaldiseaseinsearchofbettersystemictherapies.ScandinavianJournalofSurgery,(2),-.

[2]Kempker,J.A.,Martin,G.S.().Aglobalaccountingofsepsis.TheLancet,(),-.

[3]Cros,C.,Margier,M.,Cannelle,H.,Charmetant,J.,Hulo,N.,Laganier,L.,...Canault,M.().Nicotinamidemononucleotideadministrationtriggersmacrophagesreprogrammingandalleviatesinflammationduringsepsisinducedbyexperimentalperitonitis.FrontiersinMolecularBiosciences,.

[4]Hong,G.,Zheng,D.,Zhang,L.,Ni,R.,Wang,G.,Fan,G.C.,...Peng,T.().Administrationofnicotinamideribosidepreventsoxidativestressandorganinjuryinsepsis.FreeRadicalBiologyandMedicine,,-.

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