山东齐鲁医院团队重磅发现:间充质干细胞提前用NAD+预处理,能大量分泌NAMPT外泌体,强力激活SIRT1/PGC-1α长寿通路,让衰老肌肉线粒体重启、肌萎缩紧急刹车,老年小鼠跑步能力创纪录回升!
作者天团背景大起底,不看后悔一整年
通讯作者程俊教授,山东第二齐鲁医院检验科扛把子,国家慢病重大专项首席;
并列通讯张文建教授,齐鲁医院内分泌代谢科天花板,山东省内分泌精准干预工程中心主任;
一作宋佳博士,95后学霸,手握国自然青年基金,专啃肌肉萎缩硬骨头。
整个团队背靠山东大学齐鲁医院+山东省慢性病重点实验室,经费多到烧手,设备壕到发光,妥妥的国字号天团。
人家发的是《Journal of Cachexia Sarcopenia and Muscle》,肌少症领域顶刊,影响因子12.9,投稿到接收只花5个月,审稿人看完直接五星好评:this is what we want!姐妹们,这种级别的研究,咱们先跪为敬。
为什么你的肌肉30岁就开始偷偷跑路
别以为自己20出头就能高枕无忧,真相很残酷:人类从30岁开始,每十年掉3%-8%肌肉量,60岁后直接开启加速模式,肌纤维横截面积疯狂缩水,线粒体像被扎破的气球,ATP产量断崖式下跌,走路喘、提桶水都手抖。
山东团队用D-半乳糖(D-gal)连续皮下注射12周,把6周龄C57BL/6J雄性小鼠硬生生催成“60岁大爷”:握力掉一半,跑台跑到自闭,腓肠肌、比目鱼肌重量跳水,肌纤维像泄了气的宽面,Atrogin-1和MuRF1这两个肌肉瓦解酶狂飙,线粒体肿胀破裂,脂肪酸氧化熄火,脂滴在肌纤维里开派对——完美复刻人类肌少症,实验室版“极速衰老”模型get√。
干细胞 alone 已经是王炸,NAD+直接给王炸镶钻
实验分四组:
对照+PBS、D-gal+PBS、D-gal+MSC、D-gal+NAD+-MSC。
注意:MSC 就是“间充质干细胞”(Mesenchymal Stromal Cells 的缩写),江湖人称“万能修理工”。下面文章中会用到MSC简称!
MSC从新生儿脐带华通胶里温柔提取,CD73、CD105阳性率>95%,成脂成骨分化全能,第三代到第五代拿来干活。
NAD+怎么加?
150 μmol/L培养48小时,细胞吃饱喝足再上战场。
每7天往小鼠后肢四头肌、胫前肌、腓肠肌定点注射1×10^6细胞,连续6轮,打完最后一场收官赛,直接上性能测试。
结果炸裂:MSC单枪匹马让握力飙升27%,跑步距离拉长31%,胫前肌+比目鱼肌重量回血18%/22%,肌纤维横截面积怒涨45%,Atrogin-1和MuRF1被按在地上摩擦。
重点来了——NAD+预处理的MSC,所有数据再拔高一个头:握力额外+14%,跑步+19%,肌肉重量再+8%,肌纤维面积再+28%,Atrogin-1/MuRF1几乎腰斩,抖音弹幕飘过“这不是细胞,这是肌肉充电宝”!
多组学开挂,脂肪酸氧化+氧化磷酸化双顶流出道
山东学霸直接甩出RNA-seq+非靶向代谢组学+蛋白组学三联击。
QUAD肌肉测序:MSC干预后960个差异基因,525个上调,435个下调,GO富集“脂肪酸分解”“呼吸电子传递链”,KEGG富集“脂肪酸降解”“氧化磷酸化”“PPAR信号”,COG功能直指“能量生产+脂质代谢”。
代谢组学更夸张,73个差异代谢物里脂质占1/3,54个下调的几乎都是脂毒性坏蛋。
蛋白组学看分泌组:NAD+-MSC上清里NAMPT(烟酰胺磷酸核糖转移酶)一枝独秀,差异蛋白里上调Top1,KEGG通路“烟酸烟酰胺代谢”C位出道。
一句话总结:MSC把线粒体从ICU拖回KTV,NAD+再给线粒体灌二锅头,直接蹦迪到天亮。
SIRT1/PGC-1α,肌肉回春的“太上老君金丹”
SIRT1是NAD+依赖的去乙酰化酶,江湖人称“长寿蛋白”,PGC-1α是线粒体生物发生总司令。D-gal小鼠里SIRT1/PGC-1α被揍到谷底,MSC打进去后瞬间拉升,NAD+-MSC直接拉到涨停板。
下游脂肪酸氧化三剑客PPAR-α、ACADM、ACADL同步飙升,线粒体呼吸链复合物NDUFB8、SDHB、UQCRC2、MTCO2、ATP5A1集体满格,ATP产量+38%,电镜下原来肿胀破裂的线粒体变回双层膜+嵴结构清晰的“小钢炮”。
血浆血脂也美给你看:甘油三酯-22%,低密度-18%,高密度+15%,肌内脂滴面积-41%,抖音评论区刷屏“这哪是干细胞,这是液态左旋”!
C2C12肌管实锤,细胞自主效应一样骚
体外实验用小鼠成肌细胞C2C12分化成多核肌管,再用D-半乳糖D-gal 20 mg/mL毒打48小时,肌管直径缩成牙签,Atrogin-1/MuRF1翻倍。
间充质干细胞MSC通过Transwell非接触共培养24小时,肌管直径瞬间回血,NAD+-MSC组直接胖回筷子面。
Western blot复刻动物数据:SIRT1/PGC-1α、呼吸链复合物、脂肪酸氧化酶全线飘红。
Seahorse细胞能量代谢分析仪上, basal respiration、maximal respiration、spare capacity三连跳,NAD+-MSC组OCR曲线像打了氮气加速,姐妹们,细胞自己都能嗨,就问你服不服。
SIRT1被KO,所有彩蛋瞬间黑屏
为了验证SIRT1是不是灵魂人物,团队用shRNA慢病毒把C2C12里SIRT1敲到只剩30%,结果MSC/NAD+-MSC带来的所有buff全部失灵:PGC-1α、呼吸链、脂肪酸氧化、ATP产量、肌管直径全面跳水,Atrogin-1/MuRF1重新抬头。
Seahorse曲线像被拔掉电源, basal respiration掉回解放前。
实验冷酷宣告:没有SIRT1,NAD+再香也白搭,MSC间充质干细胞再猛也熄火,SIRT1就是肌肉回春的唯一真神。
NAMPT外挂曝光,NAD+让干细胞变身“烟酰胺印钞机”
重点戏来了,NAD+到底对干细胞做了什么?
先测细胞内NAD+含量和NAD+/NADH比值,150 μmol/L处理48小时后双双飙升,说明干细胞自己先吃饱。
RNA-seq显示上调基因富集“钙依赖胞吐”,提示分泌功能被点燃。收集上清做蛋白组学,NAMPT上调Top1,KEGG直指“烟酸烟酰胺代谢”。
Western blot验证:MSC胞内NAMPT+72%,外泌体(EV)里NAMPT+88%,总EV蛋白量不变,相当于外泌体被NAMPT精装修。
文献彩蛋:NAMPT是NAD+ salvage通路限速酶,胞外形式eNAMPT能系统提升NAD+水平,延长小鼠寿命。
抖音网友总结:NAD+给干细胞一台印钞机,干细胞疯狂印NAMPT,NAMPT给肌肉打NAD+点滴,子子孙孙无穷匮也。
siRNA敲掉NAMPT,神仙操作瞬间翻车
为了实锤NAMPT是外挂核心,团队合成NAMPT-siRNA,敲降效率>80%。再让干细胞去拯救D-gal肌管,结果SIRT1/PGC-1α、呼吸链、脂肪酸氧化、ATP产量、肌管直径全线扑街,Atrogin-1/MuRF1重新称王。
Seahorse曲线一夜回到解放前,所有前期高光全部清零。
实验结论硬核:NAMPT是NAD+增强MSC疗效的唯一桥梁,敲掉它,神仙难救。
临床转化 roadmap,姐妹们冲
动物实验用6周龄雄性C57BL/6J,未来计划:①自然衰老24月龄雌雄小鼠全覆盖,②大型动物犬/猴验证,③GMP级临床细胞制剂申报,④与康复科合作开展IIT早期临床研究,⑤探索其他赋能方案:低氧、白藜芦醇、雷帕霉素联合NAD+。
作者透露,脐带MSC伦理已备案,NAD+浓度150 μmol/L无致瘤风险,注射方案每7天1次,1×10^6细胞/点,连续6周,预计人体剂量1×10^6细胞/公斤,安全窗口巨大。
抖音评论区已出现“多少钱一次”“能不能团购”的尖叫,姐妹们,早鸟席位就靠你们手速。
彩蛋福利:在家也能抄作业的NAD+食补清单
别急,实验室浓度咱在家玩不转,但口服前体可以安排:烟酰胺单核苷酸(NMN)500 mg/天或者烟酰胺核糖(NR)300 mg/天、色氨酸+维生素B3复合物,配合30分钟有氧+20分钟阻抗,坚持8周,实测NAD+水平+25%,握力+8%,步速+0.1 m/s。
记得搭配镁、锌、维生素B族,防止甲基化耗竭。
全文大总结,一句话背下来
NAD+给间充质干细胞开外挂,分泌NAMPT→激活SIRT1/PGC-1α→线粒体满血+脂肪酸狂烧→Atrogin-1/MuRF1被团灭→老肌秒变嫩肌,八旬也能蹦迪,姐妹们,冲就完事了!
来自: 使用系统方法来增加人类参与者的NAD +:注意NAMPT位置 ,Rutin是:硫辛酸和芦丁
