吃花生补充 NAD+?服用2周增强肝肾NAD+代谢,护肾抗衰一把抓!

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平时聊到肝和肾,大家的第一反应是不是:肝解毒,肾排尿?然而,在如何科学续命这个热门的话题下,它们往往被认为是随着衰老衰退的典型代表。似乎,我们更习惯于讨论如何去保护它们免受衰老引起的损伤,而非期待它们在抗衰老中扮演更主动的角色。

但近期,来自《Cell Metabolism》上的一项重磅研究发现[1]:我们体内的肝肾不仅不是衰老的“拖油瓶”,反而能携手通过一种叫烟酸核苷(NaR)的分子,来帮我们更好地维持体内NAD+平衡,保护全身器官、抗击衰老

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来自肝与肾的NAD+接力赛

NAD+的重要性相信大家早已耳熟能详,简单来说,它是细胞内几乎半数的基础生化反应的参与者;它是ATP生成时的递电子体;它是细胞DNA修复的原料。所以说,如果身体中有充足的NAD+,我们的衰老进程也会放缓。

而聊到NAD+代谢,就不得不提到全身NAD+代谢的中枢器官——肝脏,它可以分解NAD+,产生烟酰胺(Nicotinamide, NAM),后者再通过血液循环被其他器官摄取并用于合成自身NAD+,形成一个“回收再利用”的NAD+循环。

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图注:肝脏中NAD+和Nicotinamide(烟酰胺)生成途径的示意图(①色氨酸从头合成途径;②利用烟酸的 Preiss-Handler途径;③利用烟酰胺或是NR的补救途径)

盘点了上述的NAD+合成途径,细心的你一定会发现一个“命门”:无论从哪儿开始,最终都得经由 NMNAT1 (NMN腺苷酸转移酶)来生成 NAD+。所以……要是NMNAT1出了问题,身体不可避免就会出现NAD+降低,以及底物(NaMN 和 NMN)大量累积的局面

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图注:LKO为肝脏NMNAT1基因敲除鼠,表明该基因异常

虽然实锤NMNAT1缺失会破坏肝脏自身的NAD +合成,但随后的实验,却让整个代谢途径疑云重重:

LKO小鼠在口服经过标记的色氨酸(NAD+从头合成途径的起始原料,当身体利用这些色氨酸进行代谢时,所有由它转化而来的下游产物均会带上标记)后,小鼠全身的NAD+稳态和循环烟酰胺(Nicotinamide)水平却未发生明显变化(变化的只有肝脏)……

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图注:各组织NAD+与下游烟酰胺水平未有明显变化

有点蹊跷,因为敲除后肝脏基本也已“熄火”,但全身NAD+却依然稳健……这是怎么回事?通过代谢组学以及质谱分析,科学家们发现:在LKO小鼠的肝脏与血清中,有一个含量急剧升高(约30倍)的分子——烟酸核苷 (Nicotinic acid Riboside, NaR)。

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NaMN一多,NaR也跟着同步上涨,怎么回事?观察两者的化学式,我们也很清晰的发现,NaMN到NaR,不就是脱掉一个磷酸基团的事?而这类反应通常由NT5C家族的成员催化。来个合理推测:NaMN是不是有很大可能通过脱去磷酸基团,变成了NaR

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图注:与如胞苷一磷酸到胞苷的脱磷酸化过程类似(图左),推测NaMN可能通过脱磷酸化转化为 NaR

尽管只是基于类似过程的推断,但到了这个节骨眼……不验证一下简直对不起观众!干扰NT5C2表达,然后追踪 NaR 的生成,结果发现,无论是敲除NT5C2还是抑制剂处理,均有效抑制肝细胞内NaR的产生以及向外的释放

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图注:红框中Con、LKO代表对照鼠与NMNAT1基因敲除鼠(NaMN降低)

所以,当肝脏NMNAT1功能受损导致NaMN大量累积时,肝脏就会启动应急方案:利用NT5C2酶,将NaMN脱去磷酸基团,生成NaR,并将其释放到血液循环中。但还没完,血液循环中的NaR,会在哪里派上用场,形成NAD+或是烟酰胺?

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答案是:肾脏。结果表明,肾脏是唯一一个能够快速且大量地将标记的NaR转化为标记 NaAD(NAD+ 合成的直接前体)的器官(并且肾脏中还检测到了高水平的标记 NAD+)

再看看LKO小鼠的情况:循环中的NaR几乎贡献了肾脏中全部的NaAD (约100%) 和绝大部分的NAD+ (约75%) 。

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图注:虽然肝脏功能受影响,肾脏依然能有效地利用循环中的NaR(左图表明NaR已被标记)来合成NAD+

要想把 NaR 成功转化为 NAD+,自然也少不了酶的帮忙。整个过程需要 NRK1、NMNAT1、NADSYN 这三个酶的协同。其中最关键的酶,就是将NaR磷酸化为NaMN的——NRK1。

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图注:NMRK1基因(编码NRK1酶)表达的降低抑制了肾细胞将NaR转化为标记的NaAD与NAD+的能力

在利用NaR制造出NAD+后,肾脏的使命并未结束,它还会进一步将这些 NAD+分解代谢,转化为烟酰胺(NAM)。紧接着把这些 NAM 重新释放到血液循环中,供身体其他组织按需取用,合成它们各自所需的 NAD+,从而实现循环利用! 

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图注:肾静脉血中的NaR浓度低于动脉血 (Log₂(V/A) < 0),表明肾脏从血液中净摄取了NaR ;肾静脉血中的烟酰胺浓度高于动脉血 (Log₂(V/A) > 0),表明肾脏向血液中净释放了烟酰胺 

看了这么多,派派来个小总结:肾脏能高效捕获肝脏产生的 NaR,并通过 NRK1 酶磷酸化 NaR,再沿着经典 Preiss-Handler 途径(NaR → NaMN → NaAD → NAD+)转化为 NAD+。这样一来,就算肝脏NAD+合成出现bug,肾脏也能尽力维持整个身体的NAD+稳态。

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图注:上图为肝功能正常,下图为肝功能异常时,肾维持全身NAD+稳态的方法

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NaR与衰老

科普完肝—肾轴和NaR的前世今生,各位是不是也嗅到了一丝不寻常的气息?我们都知道NAD+ 水平会随着衰老降低,那这条新发现的NaR补给线,跟衰老之间是不是也有关系?不卖关子了,直接告诉你:有!而且随着衰老,这个系统似乎也受到了影响。

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No.1

NaR水平降低

第一个因衰老出现问题的是血液循环里 NaR 的水平,检测了不同年龄段小鼠的血清样本后,科学家们发现与年轻小鼠(3个月龄)相比,衰老的小鼠(25个月龄)血清中的 NaR 浓度明显出现降低。 

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No.2

肝脏产能不足

血液中NaR减少……聪明的你很快就能想到!大概率是肝脏产能不行,确实如此,科学家们追踪了标记色氨酸在肝脏中的代谢路径后发现:衰老小鼠将标记色氨酸转化为标记NaR的效率远低于年轻小鼠

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图注:随着衰老,合成NaR的多种酶表达降低

No.3

NaR通路下游的连锁反应

肾脏这边情况也不容乐观……衰老小鼠的肾脏里,除了总的NAD+与烟酰胺水平都低于年轻小鼠以外,新生成的标记NaMN、标记NaAD、标记NAD+的水平也同样降低。说明即使起始原料(色氨酸)充足,衰老的肾脏也难以高效地将其转化为最终的NAD+

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看到这里,是不是也为这条随衰老而失灵的新NAD+补充通路感到一丝担忧?也不用太慌,既然已经找到问题根源——NaR减少,那通过外部补充NaR,能否逆转或改善这些与衰老相关的负面变化? 

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除了 NaR,还有B计划?

将烟酸核苷(NaR)直接添加到年老小鼠的饮用水中,让小鼠开怀畅饮两周后,科学家们发现,外源NaR补充不仅有效提升体内循环NaR与下游代谢物(NaAD、烟酰胺)水平,还能维持全身多组织的NAD+稳态(特别是肾脏)

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NAD+水平的提升,最终就体现在器官功能的改善上。研究发现,补充NaR能降低老年鼠鼠肾脏中与损伤、炎症相关的标志物基因(如Kim1、Fgl2)的表达水平。同时,肾脏中F4/80阳性巨噬细胞(一种炎症细胞)的浸润也明显减少,表明小鼠肾脏功能好转。

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图注:补充NaR恢复衰老小鼠肾脏功能

更重要的是,补充 NaR 展现了显著的临床意义!老年小鼠的尿白蛋白/肌酐比值(ACR,衡量肾脏滤过功能损伤和蛋白尿的重要指标)在补充 NaR 后出现降低。肾脏功能得到了实质性的改善。

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图注:注意红黄柱子的对比

以上,直接补充NaR确实有着非常巨大的应用前景,但坦白来说,目前市场上可能还没有像其他NAD+前体那样成熟和广泛可得的膳食补充剂。

那么,有没有其他方法也能激活这条“肝-肾NaR轴”? 当然,而且接下来登场的这位,大家绝对熟悉!就是我们听过无数遍的 NAD+ 前体——烟酸(Niacin,也称维生素B3,Preiss-Handler途径的起始物)。

给野生型小鼠口服烟酸后,学家们发现其肝脏中NaMN(NaR的前体)、NaR的水平都有所增加并且因为烟酸的补充,肾脏中的NaMN、NaAD和NAD+水平均出现升高。表明烟酸对肝-肾NaR轴的积极效果。

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而且,烟酸还广泛存在于多种我们日常接触的食物中(比如花生、金枪鱼以及动物内脏等)[2]:

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图注:上下滑动查看,标红的为烟酸含量较高的食物

所以通过均衡饮食,多摄入这些富含烟酸的食物,不仅能满足我们身体对维生素 B3 的基本需求,或许还能在一定程度上支持“肝-肾NaR轴”,维持体内的NAD+水平,延缓肾衰,为我们的抗衰大业添砖加瓦!

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参考文献

[1] Song, W. S., Shen, X., Du, K., Ramirez, C. B., Park, S. H., Cao, Y., Le, J., Bae, H., Kim, J., Chun, Y., Khong, N. J., Kim, M., Jung, S., Choi, W., Lopez, M. L., Said, Z., Song, Z., Lee, S. G., Nicholas, D., Sasaki, Y., … Yang, Q. (2025). Nicotinic acid riboside maintains NAD+ homeostasis and ameliorates aging-associated NAD+ decline. Cell metabolism, S1550-4131(25)00217-7. Advance online publication. https://doi.org/10.1016/j.cmet.2025.04.007

[2] Hrubša, M., Siatka, T., Nejmanová, I., Vopršalová, M., Kujovská Krčmová, L., Matoušová, K., Javorská, L., Macáková, K., Mercolini, L., Remião, F., Máťuš, M., Mladěnka, P., & On Behalf Of The Oemonom (2022). Biological Properties of Vitamins of the B-Complex, Part 1: Vitamins B1, B2, B3, and B5. Nutrients, 14(3), 484. https://doi.org/10.3390/nu14030484

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