试剂烟酰胺单核苷酸 (NMN) 与核小体组装蛋白 1 like-2 (NAP1L2) 对接，以重振骨间充质干细胞的“干细胞特性”。
Published: 2:52 p.m. PST Feb 8, 2022 | Updated: 6:18 p.m. PST Feb 8, 2022
重大亮点
- ·该研究表明，NMN与SIRT1蛋白结合，激活骨骼再生（成骨）的基因。
- ·通过刺激成骨作用，NMN可防止骨质疏松症的发展。
随着人们年龄的增长，新骨细胞的分解和生成（成骨）也在下降。骨骼再生的混乱源於干细胞在其原始的丶年轻的状态（干细胞特性）中被耗尽。骨干细胞的干细胞特性下降是由於干细胞在通过细胞周期进展到成熟为成骨细胞时的突变积累。
换句话说，当干细胞变成成骨细胞时，骨骼会变硬，可能容易骨折，并出现孔隙（骨质疏松症），导致虚弱。临床医生可以用虚弱指数来衡量虚弱程度，这个数字代表了老年人的整体体能和健康状况。由於这些原因，研究的方向是寻找维持骨间质干细胞（BMSCs）的干细胞特性的方法，骨间质干细胞是产生成骨细胞的干细胞，同时也是骨组织的干细胞。
NMN 在基因上翻新老年人的骨干细胞
先前的研究表明，烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 (NAD+) 的直接前体烟酰胺单核苷酸 (NMN) 可以恢复老鼠和大鼠等啮齿动物的骨组织健康。 话虽如此，天津医科大学的Liu和同事利用年轻和老年患者的骨髓间充质乾细胞来测试施用 NMN 是否能恢复这些细胞中的表观遗传密码，即基因表达的年轻模式。 在此过程中，位於天津的研究小组发现，接受化疗和氧化应激的 BMSC 在接受 NMN 治疗後表现出增强的干细胞特性。 有趣的是，中国团队报告了进一步的数据，显示 NMN 与 DNA 结合，可能使基因表达谱恢复活力。
蛋白质核小体组装蛋白 1-like 2 (NAP1L2) 的表达增加与衰老相关。 Liu 及其同事假设，随着 NAP1L2 水平的增加，这种蛋白质（一种核小体伴侣）会从 DNA 包裹的蛋白质（核小体）中去除称为乙酰基的分子标签。 NAP1L2 还招募去乙酰化酶蛋白 Sirtuin1 (SIRT1)，该蛋白从驱动成骨的基因的启动子区域去除乙酰基团。
NAP1L2 蛋白质水平随着年龄的增长而增加，与身体虚弱相关
为了验证这一想法，位於天津的研究小组试图将NAP1L2蛋白表达的增加与老年人的BMSCs中的衰老联系起来。为了测量衰老，研究人员用分子标记物β-半乳糖苷酶测量衰老。他们还发现了染色体末端（端粒）的功能障碍。更重要的是，他们对老年BMSC蛋白水平的分析发现，在用过氧化氢（H2O2）对BMSCs施加压力後，衰老相关的分泌表型（SASP）标志物与NAP1L2水平的增加同步。这些结果表明，BMSC的衰老和干细胞特性丧失与NAP1L2水平的升高同步发生。
NMN 与 NAP1L2 结合以刺激细胞再生 SIRT1 蛋白
为了了解 NMN 是如何影响老年人 BMSCs 中的 NAP1L2 水平的，Liu 及其同事在实验室培养皿中用 1 mM NMN 浓度介入了 BMSCs。 研究小组发现，有趣的是，NMN 与 NAP1L2 蛋白对接，并且还减轻了与衰老相关的 β-半乳糖苷酶的积累。 不仅如此，NMN 治疗还减轻了衰老 BMSCs 中端粒 DNA 损伤的积累。 此外，用 NMN 介入细胞还抑制了 SASP 因子基因的表达。 这些结果表明，至少在实验室培养皿中，NMN 可以使 BMSCs 恢复活力。 如果这些发现在活人中具有重要意义，则可能意味着使用 NMN 可以恢复 BMSC 的“干细胞特性”，可能会恢复成骨功能，缓解人类衰老後的骨质疏松症。
(Liu et al. 2022 | Aging Cell) NMN 可防止骨细胞衰老的积累。 结合 NAP1L2 的化合物的计算机建模可识别 NMN（左）。 给予化疗剂依托泊苷（Eto）48小时以诱导细胞衰老。 事实上，大约 80% 的骨髓干细胞 (BMSCs) 变得衰老。 在这 48 小时内用 NMN 处理相同的细胞可使衰老细胞的百分比降低约 50%（右图）。
证实这一概念的进一步证据来自一项人体临床试验，表明 NAP1L2 水平升高与老年人的骨质疏松症相关。 例如，发现 NAP1L2 表达与骨密度之间存在负相关，这意味着随着年龄的增长和 NAP1L2 水平的增加，骨骼变得更加多孔。 尽管需要进一步测试，但补充 NMN 可以增加人体骨密度以使骨骼更强壮的可能性仍然存在。 NMN 试剂的前景意味着人类可以从补充该化合物中受益，随着年龄的增长，可能会逆转虚弱指数得分。 这样做，我们可以过上更健康的生活，并有望减轻老年人的悲伤和绝望。 也许通过改善整体幸福感，服用 NMN 的老年人可以有更好的人生观，提供潜在的乐观来源。
參考文獻:
Hu M, Xing L, Zhang L, Liu F, Wang S, Xie Y, Wang J, Jiang H, Guo J, Li X, Wang J, Sui L, Li C, Liu D, Liu Z. NAP1L2 drives mesenchymal stem cell senescence and suppresses osteogenic differentiation. Aging Cell. 2022 Jan 15:e13551. doi: 10.1111/acel.13551. Epub ahead of print. PMID: 35032339.
文章來源:
https://www.nmn.com/news/nmn-restores-stem-cells-bone-tissue-activating-nap1l2-protein
