如何逆轉血管老化?

banq發表於2024-07-10


來自《哈佛大學》2018年的報導(原文點選標題):逆轉血管老化是否能恢復年輕活力?

哈佛醫學院研究人員領導的一項新研究表明,答案似乎是肯定的,至少對小鼠而言是如此:這項研究於 3 月 22 日發表在《細胞》雜誌上,確定了血管老化背後的關鍵細胞機制及其對肌肉健康的影響,併成功地逆轉了動物的這一過程。

隨著年齡的增長,我們變得虛弱無力。一系列生理變化——有些微妙,有些劇烈——加速了這種不可避免的衰退。我們的細胞內部究竟發生了什麼,導致導致衰老的生物學變化?這個問題困擾了辛克萊和團隊多年。

隨著年齡的增長,我們最細小的血管會枯萎和死亡,導致血流量減少,器官和組織的氧合受損。血管老化會導致一系列疾病,如心臟和神經系統疾病、肌肉萎縮、傷口癒合受損和整體虛弱等。科學家們已經知道,器官和組織血流量減少會導致毒素積聚和低氧水平。血管內壁的所謂內皮細胞對於血管的健康和生長至關重要,血管為器官和組織提供富氧和營養豐富的血液。但隨著這些內皮細胞的老化,血管萎縮,新血管無法形成,流向身體大部分部位的血流逐漸減少。這種動態在肌肉中尤其明顯,因為肌肉血管豐富,依賴強大的血液供應才能發揮作用。

隨著年齡的增長,肌肉開始萎縮和變弱,這種情況稱為肌肉減少症。這個過程可以透過定期鍛鍊來減緩,但逐漸地,即使是鍛鍊也無法有效地阻止這種衰弱。

辛克萊和團隊想知道:

  • 究竟是什麼阻礙了血流並導致了這種不可避免的衰退?
  • 為什麼即使是運動也會失去維持肌肉活力的保護作用?
  • 這個過程是可逆的嗎?

在一系列實驗中,研究小組發現,隨著內皮細胞開始失去一種名為 sirtuin1 或 SIRT1 的關鍵蛋白質,血流會減少。先前的研究表明,SIRT1 可以延緩酵母和小鼠的衰老並延長壽命。

反過來,SIRT1 的損失又是由 NAD+ 的損失引起的,NAD+ 是蛋白質相互作用和 DNA 修復的關鍵調節劑,一個多世紀前就被發現了。

辛克萊 等人的先前研究表明:

  • NAD+ 會增強 SIRT1 的活性
  • NAD+ 也會隨著年齡的增長而下降。

研究表明,NAD+ 和 SIRT1 提供了一個關鍵的介面:血管壁內皮細胞和肌肉細胞之間能夠進行對話。

實驗表明:

  • 在幼鼠肌肉中,SIRT1 訊號被啟用併產生新的毛細血管,這是體內最小的血管,為組織和器官提供氧氣和營養。
  • 然而,研究發現,隨著 NAD+/SIRT1 活性隨時間減弱,血流量也會隨之減少,導致肌肉組織營養不足和缺氧。

當研究人員從幼鼠內皮細胞中刪除 SIRT1 時,他們觀察到與 SIRT1 完整的小鼠相比,毛細血管密度明顯降低,毛細血管數量減少。
內皮細胞缺乏 SIRT1 的小鼠運動耐受性較差,只能跑完 SIRT1 完整小鼠的一半距離。
(還在埋怨老人爬幾步就喘嗎?不只是缺少鍛鍊,時NAD+下降了, 運動可以提高NAD+,但是沒有空或懶怎麼辦?)


為了確定 SIRT1 在運動誘發的血管生長中的作用,研究人員觀察了 SIRT1 缺陷小鼠對運動的反應。
經過一個月的訓練,與內皮細胞中 SIRT1 完整的同齡小鼠相比,SIRT1 缺陷小鼠的後腿肌肉在運動後形成新血管的能力明顯減弱。

運動誘發的血管形成是肌肉在緊張狀態下釋放的生長刺激蛋白的反應。然而,研究發現,SIRT1 似乎是將生長因子訊號從肌肉傳遞到血管的關鍵信使。

NMN作用
在實驗室培養皿實驗中,用 NMN 治療的人類和小鼠的內皮細胞表現出增強的生長能力和減少的細胞死亡。

接下來,研究小組在兩個月內給一組 20 個月大的小鼠(大約相當於人類的 70 歲)注射了 NMN。NMN 治療使毛細血管的數量和毛細血管密度恢復到年輕小鼠的水平。肌肉的血流量也增加了,並且明顯高於未接受 NMN 治療的同齡小鼠的肌肉血液供應量。

然而,最顯著的效果體現在老齡小鼠的運動能力上。研究顯示,與未接受治療的小鼠相比,這些小鼠的運動能力提高了 56% 至 80%。接受 NMN 治療的小鼠平均跑了 430 米,約 1,400 英尺,而未接受治療的小鼠平均跑了 240 米,約 780 英尺。

NMN 治療並沒有改善久坐年輕小鼠的血管密度和運動能力。然而,它確實促進了定期運動一個月的年輕小鼠的血管形成和運動能力。
(吃NMN補劑+定期運動 才能再生血管)

該團隊的最終目標是複製這些發現,並最終開發出基於 NMN 的小分子藥物,以模仿運動的效果——增強肌肉和其他組織的血流和氧合。該團隊表示,這種療法甚至可能有助於遭受組織損傷的血液供應和氧氣損失的器官的新血管生長,這是心臟病發作和缺血性中風的常見情況。

新血管形成(新血管的形成)應謹慎對待,因為增加血液供應可能會無意中促進腫瘤生長。

最新研究:用NNMT抑制劑治療的老年小鼠的耐力更強
這篇2024 年 7 月 5 日《nature》顯示:

  • 與單純運動相比,NNMTi 治療使肌肉力量幾乎增加了一倍。
  • NNMTi 治療和運動帶來的握力改善是相加的,接受 NNMTi 治療的運動小鼠的握力比久坐對照組高出 60%。

NNMT 代表煙醯胺 N-甲基轉移酶,是人類 NNMT 基因編碼的一種酶

NNMT 的主要功能是:煙醯胺甲基化

  • 它是一種參與煙醯胺(維生素 B3 的一種形式)甲基化以產生 1-甲基煙醯胺的酶。
  • 這種酶存在於全身各種組織中,包括肝臟,並在多種生理和病理過程中發揮作用。

NNMT 催化甲基從 S-腺苷甲硫氨酸(SAM)轉移到煙醯胺,形成 1-甲基煙醯胺和 S-腺苷同型半胱氨酸(SAH)。
NNMT 參與煙醯胺的代謝,透過影響 SAM 和 SAH 水平在調節細胞甲基化潛力中發揮作用。
NNMT 也受到與衰老和長壽相關研究的興趣,因為它的活性會影響煙醯胺和 NAD+ 代謝,這對細胞健康和能量產生很重要。

煙醯胺(維生素B3)被細胞用來製造NMN,然後是NAD。
在 NAD 挽救途徑中,NNMT 抑制可防止煙醯胺耗竭,從而讓其能轉化為 NAD。(充分利用煙醯胺)

在本文中,實驗人員抑制了NNMT,抑制NNMT就是減少浪費,開源節流。

  • NMN補充是開源,外界增加
  • 本論文透過抑制NNMT,把排除的廢水減少

這些都是為了保證人體中NAD迴圈充足。

綠茶中茶多酚EGCG可抑制NNMT,是一種NNMT抑制劑

相關:NNMT 加重肝臟脂肪變性,但減輕酒精性肝病的肝損傷

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