缺乏NAD⁺会形成动脉瘤

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《自然》这项研究对150个主动脉标本的新研究将主动脉瘤的风险与线粒体NAD+转运蛋白基因SLC25A51(也称为MCART 1)的遗传变异联系起来。

线粒体绿洲假说
2007年,Anthony Sauve教授发表了线粒体中NAD+水平对细胞存活至关重要的文章:

  • Cell文章:https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(07)00973-7

人们觉得,当细胞受到基因毒性应激(一种对细胞基因有伤害的压力)时,细胞会死掉,主要是因为细胞核和细胞质里的NAD+(一种对细胞很重要的物质)被用光了。

但这篇Cell文章说:

  • 即使细胞核和细胞质里的NAD+没了,
  • 线粒体(细胞的能量工厂)里的NAD+还是能保持正常水平,这样细胞就能继续活着。

他们还发现:

  • 如果让老鼠饿上48小时,老鼠体内一种叫Nampt的酶(这种酶能帮助制造NAD+)的水平会升高,
  • 同时线粒体里的NAD+也会变多。

这个增加的Nampt能阻止细胞死掉,但这需要线粒体里的NAD+挽救途径(一种保护机制)和两种依赖NAD+的酶SIRT3和SIRT4都正常工作。

以上称之为“线粒体绿洲假说”,即即使细胞基本上缺乏能量并即将死亡,如果线粒体有足够的NAD+,细胞也会存活.

本文研究目标:

  • 通过静脉注射或服用NAD前体来增加细胞NAD+是否有助于预防或治疗高危人群的动脉瘤还有待观察

研究内容结果:
科学家们研究了150个人类胸主动脉(胸部的大血管)样本,做了很多分子层面的分析,然后结合基因研究和小鼠实验,发现了一种叫SLC25A51的线粒体NAD+转运蛋白(负责把NAD+运进线粒体的蛋白质)和主动脉疾病(大血管的病变)的发生有关系。

这些发现将不同的研究联系在一起,表明线粒体功能和NAD+代谢都参与了主动脉疾病的发病机制

什么是动脉瘤?
动脉瘤发生时,动脉壁削弱和隆起,形成一个气球样的形状。确切的原因尚不清楚,但增加风险:

  1. 家族史(感谢我们继承的基因)
  2. 40岁以上高血压
  3. 吸烟
  4. 低密度脂蛋白胆固醇

主动脉瘤破裂时,人在几分钟内就死了,咳出的血飞溅。主动脉瘤被称为 "无声杀手"。隆起的血管破裂后,几分钟内就会要了人的命。
腹部或脑部的动脉瘤可以通过核磁共振成像检查出来,并通过手术修复。这就是为什么全身核磁共振成像值得投资。

通过静脉注射或服用 NAD 前体来增加细胞中的 NAD+ 是否有助于预防或治疗高危人群中的动脉瘤,还有待观察。

文章描述:
胸主动脉瘤和腹主动脉瘤是成年人中非常危险的健康问题,可能导致死亡,但它们的很多成因还不清楚。最近的研究发现,线粒体中的一种重要物质——烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD⁺)的缺乏,可能是导致主动脉瘤形成的一个关键原因。

科学家们研究了150个手术中取出的主动脉样本,通过多组学分析发现,在胸主动脉瘤患者中,NAD⁺的挽救(修复)和线粒体运输功能受损。特别是,一种叫SLC25A51的NAD⁺转运蛋白的表达水平越低,疾病就越严重,手术后恢复也越差。全基因组关联分析还发现,SLC25A51表达低的人更容易患上主动脉瘤和主动脉夹层。

在小鼠实验中,科学家们发现,如果敲除(关闭)一些与NAD⁺挽救和运输相关的基因(比如Nampt、Nmnat1、Nmnat3、Slc25a51、Nadk2和Aldh18a1),小鼠就会患上主动脉瘤,其中Slc25a51基因缺失的影响最严重。

通过这些研究,科学家们提出了一种可能的发病机制:在主动脉中层的基质代谢过程中,III型前胶原的生成需要大量的脯氨酸(胶原蛋白的重要成分)。如果线粒体中的NAD⁺池(储备)不足,就会影响线粒体中脯氨酸的合成,从而导致胸主动脉瘤和腹主动脉瘤的形成。

简单来说,NAD⁺的缺乏会影响胶原蛋白的生成,进而导致主动脉壁变弱,最终形成动脉瘤

这项研究帮助我们更好地理解了主动脉瘤的成因,并为未来的治疗提供了新的思路。