从古至今,有关延长寿命、永保青春的方法始终是人们热切追求的目标,拜科学研究所赐,逆龄将不再只是遥不可及的梦想!最新发表于《Science》期刊的抗衰老研究成果指出,起因于年纪增长和辐射所致的 DNA 受损可望借由烟酰胺单核苷酸 (NMN, nicotinamide mononucleotide) 修复,逆转衰老。
驱动衰老的关键
衰老过程与基因组不稳定性 (Genomic instability) 密切相关,环境中的刺激如紫外线、辐射、化学试剂以及内源性化学物质如细胞内的 ROS (Reative oxygen species) 皆会破坏基因组 DNA 之完整性和功能性,若 DNA 损伤无法及时修复,将使其转化为永久突变,不仅引起细胞衰老及细胞死亡,罹患癌症的风险也将大幅提升。
虽然人体皆有 DNA 修复的机制,但修复能力会随着年纪增长而逐渐下降,且细胞代谢副产物的产生又促使 DNA 损伤,多重原因导致基因无法正常表达,最终引发衰老。
延伸阅读:端粒 × 衰老 × 癌症NAD+ 在 DNA 修复所扮演的角色
PARP1 (Poly ADP-ribose polymerase 1) 是一种 DNA 修复酶,当 DNA 发生断裂时,PARP1 会识别并结合到断裂部位,透过自身的糖基化使 NAD+ 分解为 NAD 及 ADP ribose,接上 ADP ribose 侧链的 PARP1 可防止受损 DNA 进行重组、避免核酸外切酶的作用,并吸引其他 DNA 修复酶到达受损处进行修复。NAD+ 不仅是 PARP1 反应中重要的辅酶,本研究亦发现 NAD+ 亦会透过与 DBC1 (deleted in breast cancer 1) 上的 NHD (Nudix homology domain) 结合,防止 DBC1 抑制 PARP1 修复 DNA。 由此可知,NAD+ 在 DNA 修复及抗衰老的机制中扮演重要的角色;不幸地,人体 NAD+ 的浓度随着年纪增长而减少,而根据以往的研究结果,直接给予小鼠 NAD+ 并无法有效减缓衰老。
烟酰胺单核苷酸 (NMN, nicotinamide mononucleotide) 是一种存在于多种食物的天然化合物,其为NAD+ 的前驱物,2016 年 12 月发表在《Cell Metabolism》的研究即发现为小鼠补充 NMN 后,可大幅减少典型的衰老症状,如体重增加、胰岛素敏感性降低、身体活动减少等,还能改善骨密度、肌肉功能及免疫系统, NMN 不但吸收迅速,在多种组织中转化成 NAD+ 的效率也非常高。本研究进一步证实 NMN 可大幅降低小鼠因辐射所致的 DNA 损伤,衰老小鼠历经一个礼拜的治疗后,其细胞修复能力及与年轻小鼠无显著差异,且没有观察到副作用。本研究的主要作者 David Sinclair 教授指出,这将是抗衰老药物研究之进展中最接近临床应用的一次,人类将可能因此延长 20% 的寿命,并于年老时更健康。第一期临床试验将在 6 月份开始,若试验结果顺利,可望于 2020 年提供人类治疗。
辐射伤害有解?
美国 NASA 也对此相当关注,宇宙辐射导致太空人细胞加速衰老、罹患癌症机率大幅增加,不仅对于太空旅行者是严重的威胁,飞机航班的工作人员亦无法幸免;若 NMN 药物成功上市,将计画于 2030 年提供前往火星的太空人帮助他们对抗辐射所致的 DNA 伤害,长期暴露于辐射的化疗病人也能因而受益。
NMN 的未来展望
不同于其他抗衰老药物的使用途径如 GDF11 (recombinant GDF11; rGDF11) 蛋白的注射,因 NMN 本身即为天然化合物,临床试验亦将 NMN 以食品的形式给予受试者食用,不论药物临床结果为何,若安全性无虞,将可能以“功能性食品”的角度切入市场,目前在美国亦有化妆品工业致力发展 NMN 的护肤品。虽然 NMN 并非万能丹,无法完全抑制人体的老化,更不可能使人们“长生不老”,但老年时维持健康的日常生活、延长所谓的“健康寿命”,将极有可能实现;如此一来,不仅国家医疗资源和照护费用的支出减少,高龄的人们也能享有更好的生活品质,我想这就是科学研究对于人类社会最有价值的贡献。
文 / Angela Chang
延伸阅读:逆转老化:抗衰老蛋白 GDF11 是神话还是童话 ?©www.geneonline.news. All rights reserved. 基因线上版权所有 未经授权不得转载。合作请联系:service@geneonlineasia.com
参考文献:
1. Li et al., Science 2017, 355:1312–1317
2. F. Mills et al., Cell Metabolism 2016, 24:795-806
3. https://www.sciencedaily.com/releases/2017/03/170323141340.htm