摘要：科学家发现了 NAD 的一个关键功能，NAD 是一种对能量和细胞修复至关重要的分子。线粒体充当 NAD 储存单元，但如果随着时间的推移而耗尽，它们会加速衰老和疾病。有希望的治疗方法侧重于提高 NAD 水平以对抗这些影响。

科学家发现了 NAD 的一个关键功能，NAD 是一种对能量和细胞修复至关重要的分子。线粒体充当 NAD 储存单元，但如果随着时间的推移而耗尽，它们会加速衰老和疾病。有希望的治疗方法侧重于提高 NAD 水平以对抗这些影响。

NAD 是细胞能量和DNA修复的重要分子，在衰老和癌症、神经退行性疾病等疾病中发挥着核心作用。

最近的研究揭示了线粒体如何充当 NAD 的储存器，在需求增加时为细胞提供支持。这一见解为缓解衰老和相关疾病的治疗策略打开了大门。

这一突破性发现的核心是一种名为 NAD 的分子，即烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的缩写。

这项研究的国际研究团队负责人、挪威卑尔根大学生物医学系 Mathias Ziegler 教授强调了这项研究的重要性：“NAD 的迷人之处在于，这种分子对生命至关重要，因为它在所有细胞过程中都发挥着关键作用。因此，NAD 水平失调与衰老过程以及从癌症到糖尿病和神经退行性疾病等许多病症有关。其原因是它在能量代谢和生命功能调节中都占有重要地位。”

所有身体机能都依赖于能量——没有能量，我们就无法奔跑、呼吸，甚至无法思考。我们的身体，更具体地说是我们的细胞，从我们吃的食物中获取这种基本能量。糖和脂肪等营养物质被分解并转化为能量，细胞利用这些能量为它们所做的一切提供能量。

“NAD 是这些转化的核心，因为它的功能就像一个可充电电池。它由从食物中获取的能量充电，并将其传递给所有细胞活动。这种能量转移的一个重要部分发生在称为线粒体的细胞结构中，线粒体也被称为细胞的发电厂。”Ziegler 教授解释说。

Mathias Ziegler 教授。图片来源：Torstein Ravnskog，UiB

至关重要的是，NAD 还参与了细胞中的许多其他重要功能。它作为一种化学信号来调节关键的细胞事件，包括发生在细胞核中的基因表达和 DNA 修复。

“有趣的是，在衰老过程中，我们的 DNA 可能会积累损伤，这反过来会增加对 NAD 分子的需求。事实上，我们发现细胞 NAD 水平会随着年龄的增长而下降，并且据推测 DNA 修复活动的增加是这种下降的主要原因之一。”Ziegler 解释说。

“当线粒体或其 NAD 储存受到影响或长期被利用时，就会出现问题。”

但是细胞如何应对对 NAD 的增加的需求，而 NAD 水平降低是否必然会导致病理状况？

为了回答这些问题，齐格勒和他的团队开发了模型来研究细胞对衰老过程中 NAD 水平降低的反应。

他们之前开发了一种方法，可以检测细胞 NAD 分子及其在活细胞中的分布。

此外，他们现在采用了先进的分析技术，包括高分辨率质谱，来研究 NAD 依赖过程的细胞动力学。

结果，研究人员发现了线粒体在维持细胞 NAD 水平方面迄今未被认识到的作用：

“这些细胞器充当 NAD 储存器，当细胞正常运作时，它会被填满，当需求增加时，它会为细胞提供 NAD。”该研究的第一作者、博士生 Lena Høyland 解释道。

通过采用 CRISPR-Cas9 基因组编辑等基因技术方法，他们能够建立线粒体如何抵消细胞 NAD 衰退的分子机制。

她说：“因此，细胞 NAD 水平的降低似乎总体上能够被细胞很好地耐受。”

“然而，当线粒体或其 NAD 储存受到影响或长期被利用时，问题就出现了。这可能会带来致命的后果，因为细胞可能不再有足够的 NAD“电池容量”来驱动重要的、依赖能量的过程。”Ziegler 教授补充道。

过去几年的研究证实，线粒体功能障碍和细胞 NAD 水平降低代表衰老以及与年龄相关的疾病（如痴呆症或神经退行性疾病）的特征。

根据他们的新发现，研究小组认为，线粒体 NAD 的过度消耗可能是导致细胞功能障碍和因此导致衰老相关疾病的一个关键因素。

事实上，挪威和国际上采用旨在提高 NAD 水平的治疗补充方法进行的初步临床试验已经取得了令人鼓舞的结果。

Høyland 表示：“我们非常高兴发现了另一种可能与疾病发展和进展有关的机制。”

Ziegler 总结道：“我们的研究还证明了基础研究对于确定减缓衰老和治疗与衰老相关的疾病的有希望的目标的重要性。”

该研究结果已发表在著名期刊《自然-代谢》上，并在同一期的“新闻与观点”文章中进行了专题介绍。

参考文献：“亚细胞 NAD+ 池通过线粒体 NAD+ 相互连接和缓冲”，作者：Lena E. Høyland、Magali R. VanLinden、Marc Niere、Øyvind Strømland、Suraj Sharma、Jörn Dietze、Ingvill Tolås、Eva Lucena、Ersilia Bifulco、Lars J. Sverkeli , 卡米拉·西马达莫尔-韦特因, 哈南Ashrafi、Kjellfrid F. Haukanes、Barbara van der Hoeven、Christian Dölle、Cédric Davidsen、Ina KN Pettersen、Karl J. Tronstad、Svein A. Mjøs、Faisal Hayat、Mikhail V. Makarov、Marie E. Migaud、Ines Heiland 和 Mathias Ziegler ，2024 年 12 月 13 日，自然新陈代谢。DOI: 10.1038/s42255-024-01174-w

来源：康嘉年華