NAMPT与年龄相关性疾病的研究进展

烟酰胺磷酸核糖转移酶(nicotinamide phosphoribosyltransferase,NAMPT)是哺乳动物NAD~+生物合成中的限速酶,因此是细胞内NAD~+水平的控制器。NAMPT介导的NAD~+的生物合成在能量代谢、DNA修复、染色质重塑、细胞衰老和免疫细胞功能调节等方面发挥重要的作用。然而NAMPT的循环水平随着年龄的增长而显著下降,导致年龄相关性疾病包括代谢性疾病、神经退行性疾病、衰老和癌症的发生。最近研究发现,通过脂肪组织过表达eNAMPT来提高NAD~+水平可延长小鼠的健康寿命。因此推测NAMPT-NAD~+是一种有前景的抗衰老干预途径。该文系统概述了NAMPT,总结其与年龄相关性疾病的研究进展,NAMPT作为一种具有临床意义的分子,在年龄相关性疾病的诊断、预后和治疗中具有广泛的应用前景。     

Sirtuin 6在心血管疾病中的作用

衰老是心血管疾病发生发展的独立危险因素,Sirtuin蛋白家族(SIRT1-7)是一组与衰老和寿命密切相关的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD~+)依赖性组蛋白去乙酰化酶,在饮食限制和运动等情况下可被激活,以维持代谢稳态,保护心血管疾病。SIRT6作为该家族相对新成员,可参与多种基因表达、DNA损伤修复等过程的调控,被认为是一种肿瘤抑制因子和促进长寿的正向调节因子,但其在心血管疾病中的作用尚未被完全揭示。近年来,有研究显示SIRT6可延缓与年龄相关的心血管疾病进程,具有发展为心血管疾病治疗靶点的潜力。本文现就SIRT6在心血管疾病中作用的研究进展进行综述。     

大肠杆菌NAD+合成关键酶的克隆表达及发酵优化

【目的】烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD~+)在细胞基因表达、氧化还原反应、能量代谢以及调控细胞生命周期中具有重要的作用,其细胞内含量是能量效率的关键因素。强化辅因子合成策略,获得高产NAD~+菌株,对于NAD~+依赖型氧化还原反应的速率和调节相关生化合成途径的代谢流具有重要意义。【方法】首先通过内源性调节,对代谢途径中的关键酶基因进行强化,过量表达和共表达NAD~+合成途径中的关键酶基因pncB、nadD和nadE;其次,通过外源调节增加NAD~+前体物,优化诱导条件提高发酵过程中关键酶的表达量,增加NAD~+的合成量;最后在单因素优化试验的基础上,以NAD~+含量为响应值,采用Box-Bohnken试验设计方法,研究3个显著性影响因素相互作用对NAD~+积累量的影响,确定最佳的优化条件。【结果】根据关键酶基因强化策略,构建了7株重组菌,其中重组菌E.coli BL21/p ET-21a-nad E-pncB胞内NAD~+含量相比初始菌株E.coli BL21/pET-21a提高了405.2%。通过对该菌株诱导条件和NAD~+合成前体的优化,使用Design Expert 8.0分析实验数据,得出该重组菌株的最佳发酵条件为:诱导温度控制在15–20 oC,OD_(600)为0.6–0.8时添加IPTG 0.63 mmol/L、烟酸15.8 mg/L、诱导时长控制在24 h。NAD~+含量在最优条件下实验验证值可达43.16μmol/g DCW,与优化前相比提高了123.6%,与初始菌株相比提高了1029.8%。【结论】在大肠杆菌中共表达关键酶基因pncB和nadE,胞内NAD~+合成量明显增加,前体物以及诱导条件的外源调节使NAD~+积累量达到最佳优化值。实现了提高NAD~+含量的目标,胞内辅因子浓度的增加为提高生物催化效率奠定了可行性基础。     

芍药花开放与衰老过程中生理指标的变化

以芍药品种‘红峰’为材料,对芍药花开放与衰老过程中不同发育时期的膜脂过氧化水平和内源激素(IAA、GA3、iPA、ZR、ABA、Eth)含量的动态变化进行了比较研究。结果显示,芍药花开放过程花瓣SOD活性先升高后下降,而丙二醛含量和细胞膜透性显著增加;随着花开放和衰老花瓣中IAA、iPA含量迅速下降而后小幅回升出现一峰值,开放后又下降;GA3、ZR含量迅速下降维持在较低水平,而衰老后ABA含量和Eth释放量显著增加。结果表明,芍药花开放与衰老过程受内源激素平衡的调节,ABA的积累促进了内源Eth的增加,ABA和Eth与IAA/ABA比率在芍药花的衰老过程中起着关键作用,细胞膜脂过氧化损伤可能是芍药花衰老的重要生理原因。     

小鼠海马结构氧化/抗氧化相关因子和神经营养因子表达的增龄性变化

目的通过观察小鼠年龄增长过程中海马氧化/抗氧化相关因子谷胱甘肽(GSH)含量、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)活性、丙二醛(MDA)和脑源性神经营养因子(BDNF)、胶质细胞源性神经营养因子(GDNF)水平的变化,探讨海马内抗氧化损伤能力及神经营养因子水平的变化与海马老化的关系。方法通过β-半乳糖苷酶染色观测青年组(2-3月)、中年组(6-8月)、老年组(18-20月)雄性C57小鼠海马细胞衰老程度。比色法、硫代巴比妥酸法、酶联免疫吸附试验分别检测GSH、GSH-PX、MDA、BDNF、GDNF在各组小鼠海马内的水平。结果研究显示随着年龄增长,海马组织衰老程度逐渐增加,而抗氧化的GSH含量减少、GSH-PX活性降低;氧化损伤产物MDA含量增加;海马组织神经营养因子BDNF、GDNF水平降低。结论本研究结果提示,海马结构的老化可能与海马抗氧化能力下降、氧化损伤程度增加和BDNF、GDNF等神经营养因子水平的降低有关。     

杂交稻及其三系叶片衰老过程中SOD、CAT活性和MDA含量的变化

对杂交水稻及其三系主茎第11叶叶片自然衰老过程中超氧物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和丙二醛(MDA)含量的变化进行了研究,结果表明:叶片衰老过程中,SOD和CAT活性下降,MDA的含量增加,可作为衰老特征的叶绿素和可溶性蛋白质含量明显下降;SOD的活性和MDA的含量变化相对应;CAT活性大幅度下降与SOD之间的不平衡,致使O_2~-代谢中间产物累积而引起膜的损伤。不育系的衰老进程比杂交水稻、恢复系和保持系慢,其SOD和CAT活性明显高于其它三者,可能是不育系不易早衰的原因之一。     

D-半乳糖致衰老模型大鼠体征和骨髓DNA含量的改变与中药干预作用

目的观察D-半乳糖致衰老模型大鼠的一般症状、皮肤状况、饮食嗜好及骨髓细胞DNA含量的变化,并探讨中药抗衰老的作用及其机制。方法大鼠每日一次皮下注射D-半乳糖,连续7周,建立衰老大鼠模型,观察衰老大鼠的一般症状和体重变化,测定其皮肤含水量、糖水消耗量和骨髓细胞DNA含量,并用抗衰老片和首乌延寿片进行干预,观察中药对衰老模型大鼠的干预作用。结果大鼠皮下注射D-半乳糖后,逐渐出现体重增长缓慢、行动迟缓、精神不振、嗜睡、被毛卷曲枯黄、光泽欠佳、尾部出现色素斑点等衰老症状,并在造模第5周出现体重下降,造模7周后,衰老大鼠的皮肤含水量和糖水消耗量明显减少（P〈0.05）,骨髓细胞的DNA含量亦明显减少（P〈0.01）;给予抗衰老片和首乌延寿片后,均可不同程度地延缓衰老症状,缓解体重的下降,显著提高皮肤的含水量和糖水消耗量（P〈0.01）,同时,明显提高骨髓细胞DNA含量（P〈0.05）。结论D-半乳糖致衰老大鼠模型的衰老体征明显,机体抗DNA损伤的能力下降,而抗衰老片和首乌延寿片等中药可明显改善衰老模型大鼠的衰老症状,其作用机制可能与提高机体修复DNA损伤的能力有关。     

D-半乳糖诱导大鼠骨髓基质细胞衰老

目的建立体外骨髓基质细胞(bone marrow stromal cells,BMSSCs)衰老模型,分析衰老BMSCs生物学特性,为进一步研究衰老BMCs对造血细胞的影响奠定实验基础。方法雄性健康SD大鼠BMSCs全骨髓贴壁法体外培养,实验分为对照组和衰老模型组。对照组为常规培养48h;衰老模型组为常规培养基内加入D-半乳糖。CCK-8法测定BMSCs增殖能力;流式细胞术分析细胞周期;衰老特异性β-半乳糖苷酶(SA-β-Gal)染色观察衰老BMSCs百分率;酶学法检测BMSCs内过氧化物丙二醛(MDA)含量和总超氧化物歧化酶(SOD)活性,DCFH-DA流式荧光检测BMSCs活性氧簇(ROS)水平;Western Blotting检测BMSCs衰老相关信号蛋白P16、P21、P53的水平;ELISA检测BMSCs培养上清液中IL-1β、GM-CSF、SCF的含量。结果与对照组相比,衰老模型组BMSCs增殖能力显著下降;处于G1期的BMSCs比例增高、S期细胞比例降低,细胞阻滞于G1期;BMSCs SA-β-Gal染色阳性率显著上升;胞内ROS、MDA含量上升,SOD含量下降;P16、P21、P53水平明显上调;BMSCs培养上清液中IL-1β、GM-CSF、SCF含量明显下降。结论 D-半乳糖诱导骨髓基质细胞衰老可能与氧化损伤激活衰老相关信号通路有关,衰老骨髓基质细胞分泌活性造血生长因子减少。     

砂仁不同叶位叶片的光合作用和氧化胁迫

衰老时砂仁叶片Pmax降低,这与叶片Gs、Chi含量和可溶性蛋白质含量的降低有关.随着叶片的衰老,NPQ、AQY、F/Fm、φPsIl和qp均降低,热耗散减少,光抑制加剧,衰老后期出现光破坏.但这些参数下降的幅度均小于Pmax下降幅度.光暗反应失衡,活性氧生成增加.衰老初期(老化)叶片MDA含量没有升高,衰老中后期叶片MDA含量显著升高,表明老化叶片能有效地耗散或清除活性氧,衰老叶片则不能,尽管其sOD、APX和POD等抗氧化酶活力显著升高.上述结果表明砂仁叶片老化与氧化胁迫关系不大,衰老与氧化胁迫密切相关.     

多-ADP-核糖基化和DNA切除修复的关系

早在三十年前就发现某些化学物质或电离辐射造成DNA损伤时,细胞内NAD~ 含量减少。现在证明,NAD~ 除作为脱氢酶的辅酶外,还作为多-ADP-核糖合成酶的底物,用以合成多-ADP-核糖,从而修饰核蛋白发挥生物效应,如参与DNA的复制及修复等。多-ADP-核糖合成酶的活性是DNA依赖的,而且和DNA链上的切口数有关,但多-ADP-核糖基化和DNA修复过程中的哪些反应步骤有关,目前尚无定论。本文以人淋巴细胞为材料,紫外线(UV)照射造成DNA损伤,研究多-ADP-核糖基化     

辅酶Ⅰ及其类似物的质子核磁共振研究

在5mM浓度下,测定了NAD~ 、εNAD~ 、NMN~ 、εAMP和(εAMP RMN~ )混合物的化学位移与pH依赖关系。根据环流各向异性屏蔽效应,通过比较εNAD~ 与等量混合物(εAMP NMN~ )的对应碱基质子化学位移,以及比较εNAD~ 与NAD~ 的烟酰胺质子化学位移,发现在水溶液中的游离NAD~ 以pK_a3.88为转折,处于不同构象:在pH3.88以下,NAD处于伸展构象;在此值以上,NAD~ 处于折迭构象。     

多-ADP-核糖基化和DNA切除修复的关系

早在三十年前就发现某些化学物质或电离辐射造成DNA损伤时,细胞内NAD~+含量减少.现在证明,NAD~+除作为脱氢酶的辅酶外,还作为多-ADP-核糖合成酶的底物,用以合成多-ADP-核糖,从而修饰核蛋白发挥生物效应,如参与DNA的复制及修复等.多-ADP-核糖合成酶的活性是DNA依赖的,而且和DNA链上的切口数有关,但多-ADP-核糖基化和DNA修复过程中的哪些反应步骤有关,目前尚无定论. 本文以人淋巴细胞为材料,紫外线(UV)照射造成DNA损伤,研究多-ADP-核糖基化     

蚕豆叶片发育与衰老过程中超氧物歧化酶活性与丙二醛含量变化

蚕豆植株叶片随茎节自上而下表现出明显的发育与衰老顺序,可作为衰老特征的是叶绿素和蛋白质含量明显下降。蚕豆叶中SOD活性主要定位于12 000× g离心后所得的上清液和叶绿体组分。衰老叶片的SOD总活性和叶绿体组分的相对活性都有所下降,SOD同工酶谱也发生了改变。O_2~ 产生速率随叶龄增大而稍上升;而MDA含量在叶片外观表现枯黄衰老征兆前就急剧上升。可能因为衰老叶片过氧化氢酶活性大幅度下降与SOD之间的不平衡,致使O_2~ 代谢中间产物累积而引起膜的损伤.     

长寿基因SIRT2在老年病中的调控作用

SIRT2是一种NAD~+依赖的去乙酰化酶,可通过去乙酰化作用于组蛋白和非组蛋白,调节底物的活性与稳定性,参与代谢、氧化应激和炎症等多个衰老相关生理过程。在衰老过程中,活性氧大量积累,氧化应激加剧,并伴随慢性炎症,这一系列过程增加了老年病风险,如神经退行性疾病、心血管疾病和2型糖尿病等。该文对SIRT2在衰老过程及老年病中的调控作用进行了综述,以期为老年病相关的药物研发提供一些理论基础。     

D-半乳糖诱导衰老小鼠睾丸结构与功能变化及其氧化应激相关机制

目的建立D-半乳糖(D-gal)致小鼠衰老模型,探讨睾丸结构与功能变化及相关机制。方法 C57BL/6J小鼠随机分为衰老组和对照组。衰老组小鼠皮下注射D-gal;对照组等时等量注射生理盐水。模型复制完成第2d,采集小鼠内眦静脉血测定血清睾酮水平;取小鼠睾丸测定睾丸指数;石蜡切片HE染色观察睾丸组织形态学;衰老相关β-半乳糖苷酶(SA-β-Gal)染色检测生精细胞衰老;TUNEL法检测生精细胞凋亡;制备睾丸组织匀浆上清,ELISA检测TNF-α、IL-1β、和IL-6的水平;硫代巴比妥酸法检测丙二醛(MDA)含量;酶学法检测超氧化物歧化酶(SOD)活性;ABTS法检测总抗氧化能力(TAC);Western blotting检测衰老相关蛋白p21与p53表达水平。结果衰老模型组小鼠血清睾酮水平显著下降,睾丸脏器指数无明显差异,生精小管结构紊乱,生精细胞病理损伤明显,SA-β-Gal染色阳性的生精细胞百分率上升,细胞凋亡指数上升,睾丸匀浆上清中TNF-α、IL-1β、IL-6水平显著上升,SOD活性、TAC能力显著降低,MDA含量上升,睾丸组织中衰老相关蛋白:p21与p53表达水平显著提高。结论 D-gal建立的衰老动物模型可见睾丸形态结构与功能出现衰老的生物学表现,其机制可能与氧化应激损伤及p21/p53通路激活有关。     

调控细胞衰老的胞外环境和胞内因子

衰老是一个多因素调控的不可逆的复杂生命过程,受多种胞外环境和胞内因子影响,表现为胞内组分损伤的积累和生物学功能的逐步退化。随着近年来对衰老研究的不断深入,一些衰老调控分子机制逐渐被揭开。研究显示,许多衰老调控相关的信号通路从单细胞真核生物酵母到哺乳动物是高度保守的。事实上,从简单真核生物酵母中获得的衰老调控机制,可为包括人类在内的高等生物的衰老研究提供极具价值的参考。本综述主要以单细胞真核生物酵母为对象,从胞外环境和胞内因子两方面,阐述调控衰老的相关因素及其调控机制,最后结合衰老研究现状展望了衰老研究的前景,为延缓高等生物衰老和衰老相关疾病的发生发展提供参考。     

苗期玉米叶片碳氮平衡与干旱诱导的叶片衰老之关系

为了探究干旱诱导的碳氮平衡破坏与干旱诱导的叶片衰老之间的关系,该实验以8个在干旱胁迫下叶片衰老进程有明显差异的玉米品种为实验材料,采用PEG模拟干旱处理,通过测定光合速率、叶绿素含量和叶绿素荧光参数等叶片衰老指标以及非结构性碳水化合物(可溶性糖、淀粉)和全氮含量等变化,分析玉米中干旱诱导的叶片衰老与叶片中碳氮平衡(碳氮比)之间的关系。结果显示:(1)干旱胁迫下,8个玉米品种叶片净光合速率受到严重抑制,Fv/Fm大幅下降,叶绿素含量显著降低,说明干旱诱导了玉米叶片的衰老;(2)干旱诱导玉米叶片衰老的同时,8个玉米品种的叶片中可溶性糖含量显著升高,淀粉含量小幅上升,全氮含量大幅降低,碳氮比显著升高,碳氮平衡遭到了破坏;(3)8个玉米品种叶片的叶绿素含量与非结构性碳水化合物含量以及碳氮比呈极显著负相关关系,与全氮含量呈极显著正相关关系。因此,碳氮代谢与干旱诱导的叶片衰老紧密联系,碳氮平衡可能参与了干旱诱导的叶片衰老调控。     

端粒和端粒酶与衰老研究

衰老是一种多因素的复合调控过程,表现为染色体端粒长度的改变、DNA损伤、DNA的甲基化和细胞的氧化损伤等,并已形成了许多学说,而端粒学说成为衰老研究的热点之一.对与衰老紧密相关的因素———端粒、端粒酶的结构及其与衰老关系的研究进展进行综述,阐明对端粒—端粒酶的作用将会在抗衰老方面有着十分重要的理论价值及实际意义.     

辅酶Ⅰ及其类似物的质子核磁共振研究

在5mM浓度下,测定了NAD~ 、sNAD~ 、NMN~ 、sAMP和(sAMP NMN~ )混合物的化学位移与pH依赖关系。根据环流各向异性屏蔽效应,通过比较sNAD~ 与等量混合物(sAMP NMN~ )的对应碱基质子化学位移,以及比较sNAD~ 与NAD~ 的烟酰胺质子化学位移,发现在水溶液中的游离NAD~ 以pK_a3.88为转折,处于不同构象:在pH3.88以下,NAD处于伸展构象;在此值以上,NAD~ 处于折迭构象。