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欲汤之沧,一人炊之,百人扬之,无益也,不如绝薪止火而已。——《汉书》
古人云“扬汤止沸、釜底抽薪”,是说一口大锅里的水不停沸腾,人们忙着把滚烫的汤舀起又浇回去,试图平息翻滚使其降温,却不去灭掉锅底燃烧的柴火。源头的火还在烧,再怎么扬汤,水依旧会沸腾。
放到补NAD+这件事上,很多人可能也在做类似的功夫,随着年龄增长,体内NAD+水平下降,体力和记忆力出现衰退。于是我们服用NMN补剂以期能放慢衰老,不断往锅里添“原料”,但效果却寥寥。
问题或许不在于“原料不够”,而是锅底那把烈火还在燃烧?近期,一篇中科院深圳先进院团队发表于《Science Advances》的研究论文[1],找到了新的火把:衰老带来的NAD+枯竭,不只是原料变少,合成环节本身也在受损,而这场破坏的起点,在遍布全身的血管内皮
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图注:论文题为《内皮C/EBPβ/AEP通路驱动血管恶化和全身老化》
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血管内皮,隔山打牛带动多器官衰老
先来介绍下主角——血管内皮。我们全身的血管内壁都铺着薄薄一层内皮细胞,它可是全身器官的后勤保障:负责供氧供营养、清除代谢废物、维护血脑屏障;还能分泌多种信号分子,参与炎症、凝血等生理过程。
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既然血管内皮有这么多关键功能,研究者首先观察了它在衰老过程中发生的变化。通过对比年轻与年老的骨骼肌和大脑皮层组织,发现老年样本的血管内皮细胞数量显著减少,同时内皮中的两个蛋白——C/EBPβ和AEP水平明显升高
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图注:b)人体、d)小鼠骨骼肌和大脑皮层CD 31、C/EBPβ和AEP免疫荧光分析
好像没见过这俩蛋白,是什么东东?前者是一种参与炎症调控的转录因子[2],后者则是一种蛋白酶,此前研究发现,神经元中的C/EBPβ会随年龄增长而上调,进而激活天冬酰胺内肽酶(AEP),当C/EBPβ/AEP通路持续活跃时,会促进神经元退化,并缩短小鼠寿命[3]。
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图注:C/EBP与AEP的生理效应
当然,不仅是大脑,C/EBPβ与AEP在外周组织(血管)中也有分布。由此猜想,这条通路很可能是微血管变少、多器官功能衰退的同伙。
相关性还不够,研究者进一步做了因果验证,让小鼠的内皮细胞专门过量表达AEP。结果年轻小鼠就出现了一连串的衰老迹象:血管舒张变差、血脑屏障开始渗漏、运动耐力下降、记性变差,连寿命都短了一大截——雄鼠平均寿命从706天掉到435天,减少近40%
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图注:过表达AEP后的衰老现象
血管内皮一出岔子,全身器官都跟着遭殃。首当其冲的就是肌肉和大脑,同时衰老内皮还会释放炎症因子,顺着血液流经全身,等于把“衰老信号”拿大喇叭广播出去了。
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而AEP带来的这一连串变化,最终都指向了NAD+的合成环节。
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来一起破案!NAD+下降不只是节源,还有人搞破坏
身体里的NAD+大部分来自一条流水线:烟酰胺(NAM)→ 烟酰胺单核苷酸(NMN)→ NAD+。关键的第一步依靠烟酰胺磷酸核糖转移酶NAMPT催化,它是决定整条路径效率的限速酶。衰老导致NAD+缺乏,能量代谢、DNA修复、抗氧化等功能下降,因此,通过补充NMN、NR等前体原料也是目前较为热门的抗衰手段之一。
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图注:NAD+在人体内的合成路线
格局打开,这事不仅取决于补原料。工欲善其事,必先利其器,“工作设备”要是被拆坏了,还怎么为身体打工?
AEP蛋白能够识别NAMPT上的N136位点并对其切割。被切割后的NAMPT酶失去了催化活性,无法再参与产出NAD+的流水线,便会导致NAD+合成不足
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研究者复现了破坏的现场。在体外AEP蛋白能够直接切断NAMPT;放到细胞里看也是如此:AEP一多,NAMPT就更容易被切碎,细胞里的NAD+随之下降;反过来把NAMPT的N136位点突变,让AEP找不到切割位点,NAD+的生成基本不会受到影响。
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图注:AEP在N136处切割NAMPT,严重损害NAD+生物合成
这下破案了:随着年龄增长,血管内皮细胞中的C/EBPβ上调而促进AEP表达;激活的AEP切割NAMPT,削弱内皮细胞合成NAD+的能力;NAD+不足会进一步导致内皮细胞功能紊乱、进入衰老状态,释放更多炎症信号。越缺越坏,越老越有炎症,形成恶性循环
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图注:血管内皮衰老的机制
人老了,动脉硬化、血脂斑块等血管问题也越来越常见。人们便会认为血管老化是衰老的伴随现象,但研究结果敲响了警钟:血管内皮功能障碍可能会驱动多器官衰老。这前后关系完全颠倒了!
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从“扬汤”到“抽薪”,从“外源补剂”到“内源修复”
如果AEP在NAMPT头上搞破坏,造成血管衰老和NAD+下降的局面,不妨尝试抑制它来力挽狂澜!
No.1
基因敲除术:全方位回春
对症下药,研究人员构建了内皮高表达C/EBPβ的早衰小鼠,又将一部分鼠鼠的AEP基因敲掉。发现敲除后小鼠的NAD+水平明显回升,血管舒张、血脑屏障完整性都得到显著改善;小鼠运动耐力、记忆力双双回血,虚弱指数也往下掉。
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图注:AEP基因敲除的C/EBPβ的早衰小鼠O&P) 运动能力,Q) 跑台试验的时间和距离,R) 记忆能力,均得到改善
寿命更是迎来大逆转!敲除AEP的雄早衰小鼠平均寿命从381天拉回至666天;雌鼠也从435天升至643天,几乎追平原生小鼠的寿命。
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图注:三组生存率对比(WT:原生小鼠对照;Tie 2-C/EBPβ:高表达C/EBPβ小鼠;Tie 2-C/EBPβ/AEP−/−:AEP基因敲除的高表达C/EBPβ小鼠)
所以说C/EBPβ造成的早衰损伤,绝大部分靠AEP落地执行。就算体内C/EBPβ水平高,只要没有AEP搞事,便很难在身体里兴风作浪。
No.2
有没有抑制AEP的药物呢?
看完基因层面,研究团队还使用了自研的高选择性AEP抑制剂喂养小鼠,并将其与NAD+的前体NMN做对比。实验结果显示,两种干预都能提升小鼠肌肉和大脑中的NAD+水平,且抑制剂的提升幅度要更高!
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图注:NMN与AEP抑制剂CP#11A干预后的NAD+水平提高对比
而且,其改善血管舒张、修复血脑屏障、灭炎症的表现都更胜一筹,小鼠的运动和认知表现更好,延寿效果略优于NMN。
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图注:NMN与AEP抑制剂CP#11A干预后的生存率对比
在安全性方面,长期服用抑制剂的小鼠没有明显的肝肾功能异常。但需要明确,以上结果均来自动物实验,其在人体中的安全有效性和适宜剂量,还需要后续临床试验的验证。现阶段的实验室结果,至少给我们提了个醒:不能只盯着“补原料”,而忽视了“原料缺失的根源”。
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手里的补剂还吃吗?我的血管谁来护?
看着桌子上的NMN补剂,有点怅然若失?那再来说说怎么补和怎么护。
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NMN等前体确实可以补充原料促进NAD+合成。但是!受损衰老的血管与细胞微环境会拖累它施展拳脚,补了却体感有限。
C/EBPβ/AEP通路的危害,不只破坏NAMPT,还会驱动内皮细胞衰老,带来多重阻碍:衰老内皮细胞转运NMN的能力受损,摄取效率下降[4];炎症、DNA损伤会加速NAD+的耗竭[5];微血管稀疏,血液中的NMN难以高效输送到肌肉、大脑等靶器官[6]。
所以说保护血管内皮非常必要!很多不良习惯(如长期高糖高脂饮食、吸烟熬夜、久坐不动)都容易损伤血管内皮,间接加速NAMPT降解和NAD+下降。与其花钱找捷径,不如从当下做起,坚持有氧运动、控糖调脂、均衡饮食,维护好血管内皮健康,从根源护住NAD+。
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与其盯着“缺啥补啥”,不如先了解“为什么会缺”。跟风抢购各类补剂可能演变成“扬汤止沸”;把血管保护做到位,守住身体原本的代谢与修复能力,或许是更稳妥长效的“釜底抽薪”抗衰之道。
[本文名为《Endothelial C/EBPβ/AEP pathway drives vascular deterioration and systemic aging》,发表于《Science Advances》期刊,通讯作者为深圳现代毒理学重点实验室、深圳市疾病预防控制中心杨细飞教授,中国科学院深圳先进技术研究院脑认知与脑疾病研究所、深圳理工大学叶克强教授。第一作者为Bowei Li, Shuke Nie。本研究资助来源中国国家重点研发计划(2023YFC3605400);中国国家自然科学基金委员会(32330040,82350710222);深圳科技工程(KQTD20221101093608028,82171583);广东省基础应用基础研究基金会(2023A1515030296,2026A1515010174);深圳政府基础研究计划(JCYJ20220531100802005,JCYJ20200109150717745)。]
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