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科学家们确定了新的细胞燃料输送路线

2019-02-20 09:18:40 • 来源：

华盛顿大学圣路易斯医学院的科学家已经发现了一种以前未知的细胞燃料输送途径，这一发现可以揭示衰老过程及其常伴随的慢性疾病。随着年龄的增长，细胞逐渐失去吸收和处理燃料的能力。可以说，无法填充其油箱的电池无法发挥其正常功能。研究人员有兴趣寻找提高老化细胞能量供应的方法，以避免不可避免的时间流逝造成的不利影响。

科学家们确定了新的细胞燃料输送路线

任何细胞燃料供应链的关键要素是称为烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)的分子。过去的工作表明，全身组织中的NAD水平随着年龄的增长而降低。细胞制造NAD的一种方式始于称为烟酰胺单核苷酸(NMN)的前体分子，其天然存在于诸如毛豆，西兰花，卷心菜，黄瓜和鳄梨等食物中。但NMN如何进入细胞加工成NAD一直是一个谜。

在一项新的研究中，由发展生物学教授，医学博士Shin-ichiro Imai领导的科学家已经确定了一种蛋白质，负责将NMN直接转运到细胞中，在那里它可以用于细胞燃料生产。这种蛋白质不仅可以将NMN转移到细胞中，而且可以迅速发挥作用。

该研究于1月7日发表在“ 自然代谢 ”杂志的创刊号上。

Imai和他的团队长期以来一直怀疑有NMN进入细胞的直接途径，仅仅是因为他们已经测量了NMN从肠道进入血液然后进入全身组织的速度。在老鼠中，这段旅程在几分钟内就会发生。研究人员认为，没有时间进行复杂的生化反应，可能将NMN转化为可被细胞吸收的另一种形式。

“为了实现NMN快速摄入组织，我们推测必须有一种特定的NMN转运蛋白将NMN直接转移到细胞中，即使没有人见过这样的东西，”Imai说。

由第一作者Alessia Grozio博士领导的研究人员，发育生物学的科学家，在细胞和小鼠中进行了多次实验，鉴定并验证了一种名为Slc12a8的蛋白质实际上是神秘的转运蛋白。研究人员还表明，Slc12a8需要钠离子的存在才能将NMN转运到细胞中。

有趣的是，科学家进一步证明，当NAD水平下降时，细胞会调高Slc12a8基因的表达。当格罗齐奥故意降低细胞内的NAD水平然后让NMN进行补偿时，在细胞中制造的NAD超出了她期望看到的数量。这表明细胞不仅被动地接受NAD的损失; 它们通过增加NMN转运蛋白的量来维持其燃料供应，从而提高它们将制备NAD所需的原料带入细胞的能力。因此，老化的电池可以在一定程度上补偿耗尽的燃料供应。当细胞内的NAD下降时，细胞会产生更多的NMN转运蛋白，从而增加它们可以携带的NMN量。

Imai和Grozio指出了NMN与其运输者相互作用的重要性。例如，如果运输工具运转不良，可能还不足以提供NMN。他们看到了补充NMN和增强Slc12a8功能的作用 - 可能有助于维持细胞能量随年龄增长的NMN转运蛋白治疗。

事实上，Imai实验室过去的工作表明，给老年小鼠服用NMN对整个身体的新陈代谢有益，包括对骨骼肌，肝功能，骨密度，眼功能，胰岛素敏感性，免疫功能，体重和活动的积极影响。水平。他们还发现补充NMN的益处仅见于老年小鼠。年轻，健康的老鼠可能没有麻烦制造足够的NAD。

“在未来的战略中，重要的是给予NMN以及刺激NMN向细胞的转运，”Imai说。“随着年龄的增长，我们看到了NAD生产的瓶颈。随着时间的推移，身体失去了制造NAD的能力。与此同时，它似乎开始燃烧更多的NAD，可能是由于慢性炎症。如果我们能给NMN并帮助它转移到细胞中，这可能是绕过瓶颈的一种方式。“

考虑到这一点，Imai的实验室已经确定了可以增强NMN转运蛋白功能的小分子。与华盛顿大学的技术管理办公室合作，该技术已被授权给日本一家名为Teijin Limited的公司，该公司致力于针对慢性老化疾病的新疗法。在医学院也正在进行一项临床试验，调查NMN对老年人的影响。

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