NAD+生物合成途径随着年龄的增长而下降
NAD+生物合成途径在衰老过程中的下降可能是NAD+水平降低的可能解释。NAMPT控制NAD+的水平,从而影响NAD依赖性酶(包括沉默调节蛋白和PARPs)的活性。
一项研究表明,老年小鼠的胰腺,白色脂肪组织(WAT)和骨骼肌等多个器官中的NAD+水平和NAMPT蛋白水平显着下降。然而,运动训练增加了骨骼肌中NAMPT的表达。在具有肌肉特异性NAMPT转基因表达的衰老转基因小鼠中,NAD+水平和运动能力得以保留。这些结果表明,NAMPT的缺乏会导致衰老小鼠的NAD+水平降低,而运动可能会提高NAMPT表达,从而恢复NAD+水平。
消耗NAD+的酶随着年龄的增长而被激活
PARP1
PARPs在年代最初被认为是DNA损伤修复剂。衰老过程中DNA损伤的积累可能激活PARP,其中PARP-1是主要的细胞消耗NAD+的酶。Cockayne综合征(CS)是衰老相关的进行性神经变性,是由于Cockayne综合征A组(CSA)或B(CSB)蛋白突变引起的。在CS小鼠中,PARP抑制剂或NAD+补充剂可逆转由异常PARP激活引起的SIRT1激活和线粒体功能的下降。一致地,另一种PARP抑制剂PJ34或敲除可提高NAD+,SIRT1活性和氧化代谢水平。
CD38
CD38酶及其同源CD最初被描述为胸腺细胞和T淋巴细胞上的质膜抗原。他们在NAD+消费中的作用已被揭示;即CD/BST-1可以水解NR,而CD38可以水解NAD+生成NAM,腺苷二磷酸核糖(ADPR)和环状ADPR(cADPR)。此外,CD38还水解cADPR和NMN。
在哺乳动物中,随着衰老过程中各种组织中CD38蛋白的表达和活性增加,NAD+和线粒体功能的水平通过SIRT3的调节而部分降低。施用CD38抑制剂可升高细胞内NAD+水平。一致地,CD38敲除小鼠在多个器官中显示出明显更高的NAD+水平。
无菌Alpha和TIR基序1(SARM1)蛋白
无菌的含alpha和TIR基序的1(SARM1)蛋白的收费/白介素1受体(TIR)域呈现NADase活性,其参与轴突损伤后轴突变性。响应神经元损伤,SARM1的TIR结构域裂解NAD+产生ADP核糖(ADPR)和环状ADPR,这可能有助于轴突变性。矛盾的是,NAD+生物合成途径中酶的过度表达或提供NR可能抑制SARM1诱导的轴突破坏。
总之,有许多方法可以恢复由于老化或其他疾病引起的NAD+水平消耗,包括改善NAMPT表达,提供NAD+前体,或抑制NAD+从而消耗PARP,CD38和SARM1的酶促活性。当前,补充NMN被认为是增加NAD+水平的可行且高效的策略。
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