Nature子刊:炎症→CD38→NAD+耗尽形成恶性循环

高龄产妇胎盘衰老的元凶是免疫细胞偷电,但这事能逆转!

胎盘早衰不是年龄的必然,而是一群“抢劫犯”在偷能量,科学找到了堵住它们的办法!

高龄产妇的胎盘里,一种叫NAD+的关键分子大幅减少,胎儿生长受限风险飙升。最新动物实验发现,罪魁祸首是一类CD38阳性巨噬细胞,它们像“电耗子”一样疯狂消耗NAD+,导致胎盘细胞衰老发炎。用NAD+前体或CD38抑制剂治疗,能逆转衰老、挽救胎儿体重,甚至改善子代长期代谢健康。但人体应用还有一道安全关卡未过。

35岁后生娃,胎盘先撑不住了

晚婚晚育成了潮流,35岁以后生孩子的女性越来越多。产科医生手里有一组铁数据:高龄产妇的流产率、早产率、胎儿生长受限率、妊娠高血压发病率,全都比25岁左右的产妇高出一大截。过去几十年,主流解释一直盯着卵子质量下降、子宫血供变差,但很少有人问过那个临时器官——胎盘,到底经历了什么。

胎盘是母体和胎儿之间的唯一通道,所有营养、氧气、废物交换都得经过它。这个器官只有九个月寿命,但它老得特别快。正常妊娠后期,胎盘本身就会表现出衰老迹象,这是生理性的。但高龄产妇的胎盘衰老是病理性的,来得更早、更猛、更严重。

问题在于,胎盘衰老不是一个笼统的过程,它有具体的分子事件。科学家拿高龄产妇和年轻产妇的胎盘组织做了对比分析,发现高龄组胎盘里有一类小分子物质大幅下降,下降幅度和胎儿出生体重直接挂钩。这个小分子就是NAD+,烟酰胺腺嘌呤二核苷酸。

NAD+是细胞的充电宝,高龄胎盘里它没了

NAD+这个名字听起来像化学课本里的陌生词,但它干的活一点儿也不陌生。每个活细胞里都有NAD+,它负责搬运电子,帮线粒体生产能量,还充当信号分子,激活一系列抗衰老酶。你吃进去的饭,最终变成细胞能用的能量,中间必须经过NAD+这道桥。

细胞没有NAD+,就像手机没电,所有功能都卡顿。衰老细胞里NAD+水平普遍偏低,反过来,给老年动物补充NAD+前体,能延缓多种组织的老化。这件事在肝脏、肌肉、脂肪组织里已经被反复验证过,但胎盘这个器官一直被忽略。

高龄产妇的胎盘NAD+、NADH、NADP全部显著减少,而且减少得越厉害,胎儿出生体重就越低。更关键的是,合成NAD+的酶没有变少,但消耗NAD+的酶变多了,其中增加最明显的就是CD38。这意味着胎盘里的NAD+不是造不出来,而是被加速吃掉了。

CD38巨噬细胞是偷电的“电耗子”

CD38是什么?它是一种镶嵌在细胞膜上的酶,专门降解NAD+。一个CD38分子一分钟能消耗掉成千上万个NAD+分子,效率极高。但问题不在于CD38本身,而在于它出现在哪里、谁在表达它。

科学家用单细胞测序技术把高龄孕鼠胎盘里的所有细胞挨个分析,发现CD38主要集中在一类免疫细胞上,就是巨噬细胞。巨噬细胞是免疫系统的哨兵,平时负责吞噬病原体、清理垃圾。但在高龄胎盘里,巨噬细胞不仅数量翻了一倍多(从7.7%涨到17.1%),而且每个巨噬细胞表面的CD38蛋白量也暴增。

这些CD38高表达的巨噬细胞不是随便游荡,它们专门往蜕膜基质细胞身边凑。蜕膜基质细胞是胎盘里负责分泌营养因子、重塑血管、调节免疫的主力。巨噬细胞趴在它们旁边,把周围的NAD+吃得干干净净。蜕膜基质细胞失去NAD+后,线粒体功能受损,细胞周期停滞,开始分泌大量炎症因子。

蜕膜基质细胞先衰老,再教会巨噬细胞偷电

这里有一个因果链,顺序不能搞反。不是巨噬细胞先来搞破坏,而是蜕膜基质细胞自己先扛不住了。

高龄带来的慢性炎症环境,让蜕膜基质细胞提前进入衰老状态。衰老的细胞不会安静死去,它们会释放一堆炎症因子,这叫衰老相关分泌表型,简称SASP。SASP因子包括肿瘤坏死因子、白细胞介素6、白细胞介素1β,这些都是强效的促炎信号。

这些炎症信号飘到周围,被巨噬细胞接收。巨噬细胞接到信号后,启动一系列转录反应,其中最重要的一个就是大量合成CD38蛋白。也就是说,蜕膜基质细胞用自己的衰老分泌物,教会了巨噬细胞去消耗NAD+,最后反过来加速自己的衰老。这是一个经典的正反馈死循环。

科学家做了一个漂亮的实验:把年轻和年老小鼠的蜕膜基质细胞培养液分别加到巨噬细胞里。年老细胞培养液能让巨噬细胞的CD38飙升三倍以上。如果先给年老细胞补充NAD+前体,让它们恢复活力,那么它们的培养液就不再能刺激巨噬细胞高表达CD38。这说明衰老细胞分泌的SASP是驱动CD38上调的直接原因。

IRF5是偷电行动的“总指挥”

炎症信号是怎么让巨噬细胞大量制造CD38的?中间有一个转录因子叫IRF5,它是整条通路的“开关”。

IRF5是干扰素调节因子家族的成员,专门响应TLR受体传来的炎症信号。当巨噬细胞被SASP因子或细菌成分(比如脂多糖)刺激后,IRF5被激活,直接跑到CD38基因的启动子区域,下令启动转录。

科学家用多种方法证实了这一点。电泳迁移率实验显示IRF5蛋白能直接结合到CD38启动子上的特定DNA序列。荧光素酶报告实验表明,过表达IRF5能大幅增强CD38启动子的活性,而突变掉那个结合位点后活性就没了。染色质免疫沉淀实验更是在高龄孕鼠胎盘里直接抓到了IRF5结合在CD38启动子上的证据。

用IRF5特异性抑制剂处理巨噬细胞,脂多糖诱导的CD38上升被完全阻断。体内实验也一样,给孕鼠注射IRF5抑制剂后,胎盘CD38水平下降,NAD+消耗停止。IRF5就是那个把炎症信号转换成CD38制造指令的核心枢纽。

给胎盘充电:NR和78c让胎儿重新长起来

既然问题出在NAD+被过度消耗,那直接补充NAD+前体或者堵住CD38的嘴,能不能逆转胎盘衰老?答案是能,而且效果很显著。

科学家选了两种干预手段。一种是烟酰胺核糖(NR),它是NAD+的前体,进入细胞后能快速转化成NAD+。另一种是78c,一种小分子CD38抑制剂,专门堵住CD38的酶活性位点,让它没法降解NAD+。

高龄孕鼠从怀孕中期开始每天注射NR或78c,直到生产。结果:胎盘里的NAD+水平回升到接近年轻孕鼠的水平,胎儿体重显著增加,宫内生长受限的发生率从24.4%降到8.9%左右。胎盘的组织学结构也改善了,原本萎缩的迷路层重新扩张,血管密度增加,糖原细胞分布恢复正常。

更让人意外的是,即使从怀孕晚期才开始治疗,效果依然存在。这意味着不是非要早期干预,哪怕已经发生了生长受限,后期补充NAD+仍然能挽回一部分损失。

猪和人一样,机制跨物种保守

为了证明这不是小鼠特有的现象,科学家还拿了猪来做验证。母猪的胎盘结构和人不一样,人是血绒毛膜胎盘,猪是上皮绒毛膜胎盘,但NAD+的下降规律完全一致。

59月龄的高龄母猪(相当于人类50多岁)与11月龄的年轻母猪相比,胎盘NAD+显著减少,胎儿体重偏低。CD38的表达同样在老龄组升高,且主要定位在巨噬细胞。这说明CD38巨噬细胞驱动NAD+消耗导致胎盘衰老,是一个在哺乳动物中高度保守的机制,不依赖于具体的胎盘解剖类型。

人的数据也呼应了这一点。13位高龄产妇和13位年轻产妇的胎盘代谢组学显示,高龄组的NAD、NADH、NADP全部下调,同时CD38、PARP2、SIRT3、SIRT5等消耗酶的基因表达上升。NAD+水平和新生儿出生体重呈显著正相关。这些证据链从细胞、小鼠、猪到人,逐步收敛到同一个结论。

一个没回答的问题:炎症是唯一开关吗

但事情远没有结束。科学家在实验里用脂多糖(LPS)模拟细菌感染,给年轻孕鼠注射后,胎盘CD38也上来了,NAD+也下去了。这说明不光是年龄,任何能引起胎盘炎症的事件——比如感染、环境毒素、甚至心理压力——都可能激活这条“偷电”通路。

那么问题来了:炎症是唯一的触发因素吗?有没有其他东西也能激活IRF5、诱导CD38?比如肠道菌群失调产生的内毒素,比如高脂饮食引起的代谢性内毒素血症,比如孕期焦虑导致的皮质醇升高。这些全是未知数。

更扎心的是,目前还没有人回答一个更根本的问题:如果给高龄孕妇提前补充NAD+前体,会不会有风险?NR作为膳食补充剂在市面上可以买到,但孕妇能不能吃、吃多少安全、对胎儿表观遗传有没有长期影响,这些临床试验数据是零。CD38抑制剂78c更是只在动物身上用过,离人体还差着十万八千里。

最后一个扎心事实:血管也在退化

还有一个细节让人睡不着。科学家把高龄孕鼠的胎盘血管做了三维重建,发现了一个触目惊心的景象:迷路层的毛细血管网络严重萎缩,大片区域变成空白。而年轻孕鼠的胎盘血管密密麻麻、分支丰富。

但当敲掉巨噬细胞里的CD38基因后,高龄孕鼠的胎盘血管重新长了出来,密度恢复到接近年轻水平。这说明NAD+不仅是细胞的能量来源,它还是血管内皮细胞生长信号的“燃料”。没有NAD+,血管生成相关的信号通路就瘫痪了。

这就导致了一个双重打击:一方面蜕膜基质细胞因为缺电而衰老发炎,另一方面连输送营养的物理通道都在退化。两条路一起堵,胎儿拿什么长大?但反过来想,如果能把NAD+保住,血管能再生,细胞能恢复活力,那胎盘衰老也许真的可以被按下暂停键。

只是目前所有证据都来自动物,人体里这条通路是不是完全一样,没人敢打包票。更让人不安的是,NR这类补充剂在动物身上效果显著,但人体临床的结果常常打折扣,因为胎盘屏障、母体代谢、免疫环境都比小鼠复杂得多。到底有多少NAD+前体能顺利穿过胎盘到达胎儿侧,至今还是个黑箱。

原文期刊: Nature Communications / 发表日期: 2026年8月27日在线发表 / 原文标题: CD38-activated macrophages drive age-related placental senescence by depleting NAD+ in decidual stromal cells / 作者单位背景: 四川农业大学、中国农业大学、南昌大学第二附属医院等