烟酰胺腺嘌呤二核苷酸和Sirtuins在衰老和疾病中的作用

烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamide adenine dinucleotide,NAD^(+))作为氧化还原反应的重要辅酶,是能量代谢的核心。NAD^(+)也是非氧化还原NAD^(+)依赖性酶的共底物,包括沉默信息调节因子(Sirtuins)、聚ADP-核糖聚合酶(poly ADP-ribose polymerases,PARPs)、CD38/CD157胞外酶等。NAD^(+)已成为细胞信号转导和细胞存活的关键调节剂。最近的研究表明,Sirtuins催化多种NAD^(+)依赖性反应,包括去乙酰化、脱酰基化和ADP-核糖基化。Sirtuins催化活性取决于NAD^(+)水平的高低。因此,Sirtuins是细胞代谢和氧化还原状态关键传感器。哺乳动物中已经鉴定并表征了7个Sirtuins家族成员(SIRT1-7),其参与炎症、细胞生长、生理节律、能量代谢、神经元功能、应激反应和健康衰老等多种生理过程。本文归纳了NAD^(+)的生理浓度及状态、NAD^(+)的生物合成途径,并阐述了Sirtuins的生物学功能,重点讨论了SIRT1-7表达及活性与衰老和疾病之间的关系。此外,本文还进一步探讨了NAD^(+)和Sirtuins依赖的衰老机制,机体NAD^(+)水平随着年龄增长而下降,导致Sirtuins活性下降,尤其是SIRT1、SIRT3和SIRT6,引发细胞核和线粒体功能下降,衰老及老化相关疾病也随之发生。研究表明,NAD^(+)前体补充剂能够快速提高机体NAD^(+)水平和Sirtuins活性,是一种有效的抗衰老干预措施,为全球老龄化社会带来希望。

端粒长度分析的研究现状及其应用前景

端粒是维持基因组稳定的基本功能元件之一。由于细胞分裂和环境因素的影响,端粒会逐渐缩短,最终引发细胞复制性衰老。端粒长度是端粒功能的一个重要参数,它决定着染色体的稳定性和细胞的增殖能力。目前,有多种端粒长度的分析方法,如基于DNA的端粒末端限制性片段(terminal restriction fragment, TRF)分析、定量PCR(quantitative polymerase chain reaction, qPCR)、单链端粒长度分析(single telomere length analysis, STELA)、端粒最短长度分析(telomere shortest length assay, TeSLA)和端粒长度分子梳分析(telomere length combing assay, TCA)及基于细胞水平的定量荧光原位杂交(quantitative fluorescence in situ hybridization, Q-FISH)等。不同的分析方法获得的端粒相关变量不同。本文将介绍各种端粒长度分析方法的基本原理及应用优势,帮助研究者根据研究设计需求选择最佳的评估方法,更好地解决模型生物或人类端粒的具体研究问题。

干细胞外泌体在衰老和衰老相关疾病中的作用

随着人口老龄化加剧,衰老及其衰老相关疾病已成为影响生活质量的关键问题。近年来,研究发现干细胞具有抑制炎症、调节免疫反应、预防细胞凋亡、替换和促进受损部位修复等功能。但证据表明,干细胞治疗的效果主要来自干细胞分泌的外泌体。外泌体是由内吞膜衍生而来的纳米级囊泡,包含脂质、蛋白质、核酸和代谢产物等活性物质,是细胞与细胞间通讯的主要参与者。外泌体可以将生物活性物质转移至靶细胞,从而引起靶细胞的表型改变,进而调节器官的修复和再生。表型改变包括防止受体细胞凋亡、诱导靶细胞增殖、刺激免疫调节反应、减小靶细胞氧化应激以及增强氧供应。本文简述了外泌体的生物发生、分泌以及信号传导过程,并重点讨论了在基础研究和临床应用中,不同干细胞来源的外泌体对皮肤衰老和衰老相关疾病(例如心血管疾病、骨关节炎、骨质疏松、阿尔兹海默症)的影响。尽管干细胞外泌体的临床应用仍然存在问题,但它从基础研究到临床应用的前景仍然值得探索,这对于延缓衰老和治疗衰老相关疾病具有重要意义。

2011–2021年间人类抗衰老研究趋势:基于CiteSpace的可视化分析

在过去的两个世纪里,人类经历了预期寿命的前所未有的增长,加上生育率的下降,引发了人口中位年龄和高于典型“老年”阈值的个体比例的增加,这一现象被称为人口老龄化。目前,人类老龄化被视为21世纪的最高挑战之一[1]。伴随着人类平均寿命的延长和世界人口老龄化的加剧,围绕老龄化的健康问题日益受到关注[2]。纵观历史,人类一直试图找到衰老和死亡的原因[3]。

用于癌症免疫治疗的CAR-NK细胞递送技术

嵌合抗原受体(chimeric antigen receptor, CAR)工程化T (CAR-T)细胞在治疗血液系统恶性肿瘤方面取得显著成功,成为肿瘤免疫治疗的临床热点。然而,CAR-T细胞在对抗实体恶性肿瘤方面并未表现出太大的优势,因此,需要寻找新的效应细胞作为CAR修饰的候选细胞进行研究。最近,自然杀伤(natural killer, NK)细胞已成为CAR工程化的安全有效平台。CAR-NK细胞可被设计成能够靶向多种抗原的工程化细胞,以增强体内增殖力和持久性,增加对实体瘤的浸润,克服耐药性肿瘤微环境,最终实现有效的抗肿瘤反应。尽管NK细胞具有巨大的潜力,但已被证明难以改造,对细胞凋亡具有高敏感性且基因表达水平低。因此,对基因导入NK细胞的方法进行优化,会促进CAR-NK在研究和临床中的广泛应用。本文综述近年来NK细胞基因工程递送技术的改进,以及为增强NK细胞效应功能而实施的策略,包括NK细胞生物学特性、高效和安全的CAR构建体的设计、递送含CAR转基因载体的种类分析及提高转导效率方法的优化,以更好地靶向恶性肿瘤或抑制肿瘤的微环境,并进一步探讨CAR-NK相关研究中存在的问题和挑战,为恶性肿瘤相关疾病的治疗提供新的思路和方向。

顺铂诱导的Beagle犬急性肾损伤模型中尿液生物标志物研究

目的:应用顺铂诱导Beagle犬急性肾损伤模型,评价新型尿液生物标志物的诊断效能。方法:通过对Beagle犬单次给予3 mg·kg^(-1)顺铂静脉注射(iv),建立了急性肾损伤模型,应用ELISA和Luminex液相芯片方法检测分析尿液中9种新型生物标志物浓度,并与传统血清指标尿素氮(BUN)和肌酐(Cr)进行比较,结合肾脏组织病理学分析结果,用受试者工作特征曲线(ROC)评价尿液生物标志物的诊断效能。结果:组织病理学分析结果显示Beagle犬单次给予3 mg·kg^(-1),iv,d 7肾脏发生轻度的肾小管变性、坏死或再生,至d 21肾脏仍存在一定程度的肾小管变性、再生。尿液生物标志物分析结果发现在给药d 2,尿液中丛生蛋白(clusterin)、单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)、视黄醇结合蛋白(RBP)和谷氨酰转肽酶(GGT)浓度就开始显著增加(P<0.05),上升幅度明显高于BUN和Cr,到了给药d 21,尿液中clusterin和MCP-1仍保持较高水平(P<0.05),且分析结果与其个体动物组织病理变化具有良好的相关性。ROC分析表明尿液clusterin和MCP-1的药时曲线下面积(AUC)值分别为0.931和0.909,高于传统生物标志物BUN和Cr,具有较好的诊断效能。选择代表性生物标志物基因分析结果也证实给药后clusterin基因mRNA表达显著提高,进一步支持其预测肾毒性的特异性。结论:研究结果表明尿液clusterin和MCP-1可作为一种药物肾毒性的候选生物标志物,在药物的Beagle犬模型临床前安全性研究中具有良好的应用前景。

NAD^(+)在衰老生物学中的研究进展

烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamide adenine dinucleotide,NAD^(+))是一种必需吡啶核苷酸,它既是氧化还原反应的经典辅酶,也是Sirtuins、聚ADP-核糖聚合酶(poly ADP-ribose polymerases,PARPs)、CD38等NAD^(+)依赖酶的共底物。NAD^(+)可直接或间接影响许多关键的细胞功能,包括能量代谢、DNA修复、细胞衰老、表观遗传和细胞内钙信号转导等,这些细胞过程和功能对于维持组织代谢稳态以及健康老龄化至关重要。在包括人类在内的多种生物中,衰老伴随着细胞和组织NAD^(+)水平的逐渐下降,而这种下降与许多老化相关疾病有因果关系,包括神经变性、代谢功能障碍、免疫失调、癌症等。研究显示补充关键的NAD^(+)前体,可以有效地恢复机体中的NAD^(+)水平,改善与年龄相关的功能缺陷。NAD^(+)代谢已成为改善老化相关疾病、延长人类健康寿命的新途径。

NAMPT与年龄相关性疾病的研究进展

烟酰胺磷酸核糖转移酶(nicotinamide phosphoribosyltransferase,NAMPT)是哺乳动物NAD+生物合成中的限速酶,因此是细胞内NAD+水平的控制器。NAMPT介导的NAD+的生物合成在能量代谢、DNA修复、染色质重塑、细胞衰老和免疫细胞功能调节等方面发挥重要的作用。然而NAMPT的循环水平随着年龄的增长而显著下降,导致年龄相关性疾病包括代谢性疾病、神经退行性疾病、衰老和癌症的发生。最近研究发现,通过脂肪组织过表达eNAMPT来提高NAD+水平可延长小鼠的健康寿命。因此推测NAMPT-NAD+是一种有前景的抗衰老干预途径。该文系统概述了NAMPT,总结其与年龄相关性疾病的研究进展,NAMPT作为一种具有临床意义的分子,在年龄相关性疾病的诊断、预后和治疗中具有广泛的应用前景。

端粒长度调控及端粒与衰老和疾病的关系

端粒是线性染色体末端的DNA-蛋白质结构,可保护染色体末端免于降解和融合。由于大多数体细胞中存在末端复制问题和端粒酶缺乏的固有限制性,端粒DNA随着细胞每次分裂而缩短。短端粒或功能失调的端粒可诱导持续的DNA损伤反应,从而触发细胞复制性衰老。端粒长度主要通过端粒酶和端粒替代延长途经2种端粒机制维持。此外,端粒DNA还会被转录,生成含有端粒重复序列的RNA(telomeric repeat-containing RNA,TERRA),积极参与端粒维持和染色体末端保护。端粒长度是一种复杂的遗传特征,受遗传、疾病和环境因素的影响。流行病学数据显示,端粒长度与衰老、癌症、端粒生物学疾病及多种衰老相关疾病之间存在不同程度的关联。随着端粒长度检测方法的不断发展,血细胞端粒长度作为人类衰老生物标志物和衰老相关疾病的危险因素得到了广泛研究,具有作为生物标志物的潜力。

T细胞直接重编程为其他免疫细胞的研究现状

T细胞是一种终末分化的循环淋巴细胞,其目前常被用于细胞免疫疗法。在目前的细胞免疫疗法中,患者的T细胞在体外活化、扩增或基因工程改造后被回输到患者体内。虽然这种策略已被证明对黑色素瘤、淋巴细胞白血病和B细胞淋巴瘤等癌症有效,但是体外扩增的大部分T细胞是效应T细胞。效应T细胞生存能力有限,难以长期维持抗肿瘤作用。因此,低分化的T细胞是提高细胞免疫疗法的关键。目前,高分化的T细胞通过细胞重编程可以直接被诱导为低分化的T细胞和非T谱系的免疫细胞。同时,诱导的免疫细胞具有较强的增殖和抗肿瘤等能力,有助于开发新的和更有效的细胞免疫疗法。该文首先介绍了T细胞发育和分化过程,重点综述了T细胞直接被诱导为不同免疫细胞的研究进展,进一步阐述了诱导的免疫细胞功能,为促进细胞免疫治疗领域的深入研究和应用提供参考。

NAD^(+)代谢与胰岛素抵抗

在哺乳动物细胞中,能量感应通路对维持能量生产和消耗之间的平衡非常重要,这些途径失衡会导致胰岛素异常等各种紊乱。烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamide adenine denuclearize,NAD)是一种重要辅因子,也是一种能量敏感代谢物,介导各种生物过程。NAD分为氧化型NAD^(+)(文中主要以NAD^(+)进行阐述)和还原型NADH。随年龄增加和代谢异常,NAD^(+)含量下降,也伴随ATP降低,影响胰岛素信号转导和合成过程。在糖尿病中,NAD^(+)的代谢也发现了异常现象。本文从NAD^(+)代谢对胰岛素抵抗产生的影响进行阐述。找寻增加NAD^(+)合成和减少NAD^(+)消耗的方法将是缓解糖尿病的有效方法。但目前缺乏相关的临床试验,这或是今后的研究方向。

细胞内NAD^(+)水平分析方法的研究进展

烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamide adenine dinucleotide,NAD^(+))是存在于所有活细胞中的必需吡啶核苷酸。NAD^(+)作为一种重要的辅酶和底物,参与能量产生、DNA修复、基因表达、钙依赖的二级信使信号和免疫调节作用等多种生物学过程。NAD^(+)代谢长期失衡会扰乱机体的生理功能,导致代谢性疾病、神经退行性疾病以及癌症的发生。NAD^(+)的水平随着老龄化以及年龄相关性疾病的发生逐渐降低。最近的研究表明,提高细胞内NAD^(+)水平是延缓衰老,预防年龄相关退行性疾病的一种有前景的方法。尽管细胞内NAD^(+)代谢与人类健康和疾病密切相关,但NAD^(+)含量的检测极具挑战性。目前为止,开发了多种用于定量分析细胞内NAD^(+)水平的分析方法。该文就细胞内NAD^(+)水平分析方法作一综述,着重分析近年来国内外细胞内NAD^(+)水平检测的研究进展以及提出未来NAD^(+)定量分析所需解决的问题。