Release source: Release date:13 1 月, 2021

世界老年人口继续以前所未有的速度增长。因此,有必要更好地了解衰老过程,以减轻与年龄有关的疾病和失调。但并非所有器官都以同样的速度衰老,所以对科学家来说,确定每个器官的衰老过程是很重要的。

 

最近,邓和清华大学的同事在《衰老》杂志上发表了一项研究,他们检测了老鼠肾脏细胞在衰老过程中的变化。他们测试了将烟酰胺单核苷酸(NMN)分子注入老年肾脏的效果,发现NMN有助于恢复蛋白质平衡-蛋白酶抑制。这增加了对肾脏衰老过程如何工作的理解,将有助于治疗选择的发展。

 

老年人更容易患肾病

 

年龄相关的肾脏变化包括肾小球的变化,肾小球是过滤血液废物的关键细胞单位。年龄相关的肾小球功能下降意味着废物过滤速率的进行性下降,最终肾功能丧失。这损害了肾脏损伤后的功能,导致患有肾脏损伤和疾病的老年人更容易受到伤害。

 

邓和他的同事研究了NMN在衰老过程中恢复肾功能的作用。他们选择研究NMN是因为最近的研究表明,补充NMN可能改善与年龄相关的器官功能障碍。NMN是重要分子烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)的前体,在细胞能量产生和维持DNA完整性中起作用。动物和人的NAD+水平随着年龄的增长而下降,这一现象与年龄相关的器官功能下降有关,包括肾脏功能障碍。许多研究表明,补充NMN会增加老年啮齿动物血液和各种组织中的NAD+水平,科学家们正在测试NMN是否在人身上也有同样的效果。

 

生物标记可以揭示肾脏的年龄

 

邓和他的同事们寻找肾脏衰老的生物标志物,即表明肾脏年龄的蛋白质水平。为此,研究人员比较了8周大的幼鼠和96周大的老年鼠肾脏的蛋白质水平,结果产生了7208种蛋白质。为了进一步分析,他们将这些结果与其他研究小组的两个数据集进行了比较,并考虑了血液、尿液和肾脏组织中存在的蛋白质。这项分析只给研究人员留下了27个生物标志物。

 

(Yi et al., 2020 | Aging (Alban NY)) 27种肾脏蛋白(生物标志物)的水平随着年龄的变化而变化。左三列和右三列分别显示了来自研究中使用的三个数据集的老年和年轻小鼠肾脏的蛋白质水平。每行代表27种蛋白质生物标志物中的一种,它们列在右侧。红色条表示相对于其他年龄组蛋白质水平的增加,蓝色条表示相对于其他年龄组蛋白质水平的减少。

 

注射NMN可以恢复年轻时的蛋白质水平

 

然后,科学家们在四周的时间里每隔两天给年老的老鼠注射NMN,这样可以使蛋白质恢复到年轻时的水平。在27种生物标志物中,NMN补充减少了19种随年龄增长而增加的蛋白质中的16种,增加了8种随年龄增长而减少的蛋白质中的6种。这表明NMN将肾脏蛋白质恢复到年轻时的水平。

 

补充NMN还增加了细胞中被称为过氧化物酶体的细胞成分的数量,这种过氧化物酶体可以分解细胞中的废物。研究小组发现过氧化物酶体的数量随着年龄的增长而显著减少。补充NMN有效地增加了过氧化物酶体的数量,也减少了肾损伤的细胞标志物。总之,这表明NMN可能对肾脏损伤有保护作用。

 

(Yi等人,2020 | Aging (Alban NY))补充NMN增加了衰老肾脏组织细胞中的过氧化物酶体水平,这可能改善对损伤和/或疾病的反应。研究人员使用专门的显微镜放大肾脏细胞并计数过氧化物酶体(黑点),如图f所示。这些图像显示年轻小鼠比年老小鼠有更多的过氧化物酶体,但NMN恢复了年老肾脏组织细胞中的过氧化物酶体数量。图G量化了这一信息,图中显示了肾组织细胞中过氧化物酶体的数量是如何随着年龄的增长而减少的,而NMN是如何恢复衰老肾组织中过氧化物酶体的数量的。

 

“我们发现了一组在年轻和年老小鼠肾脏中表达差异的蛋白质,因此可能作为肾脏衰老的生物标记物,”邓和他的同事在他们的出版物中说。“此外,我们的结果显示,衰老导致过氧化物酶体的减少,而NMN能恢复过氧化物酶体稳态,这表明补充NMN可能对肾脏健康有益。”他们说,他们的数据为理解th与年龄相关的变化提供了宝贵的资源。