根據(jù)生物通報(bào)道改編：人到50歲，身體就會變得越來越衰弱，其中一個(gè)主要原因在于動(dòng)脈老化，那有沒有能逆轉(zhuǎn)血管老化問題，恢復(fù)年輕活力的方法呢？新的研究答案居然是肯定的。
血管衰老
隨著年齡的增大，一系列生理變化導(dǎo)致了機(jī)體各方面功能的下降，到底我們細(xì)胞內(nèi)發(fā)生了什么會引發(fā)衰老的生物學(xué)變化呢？在衰老過程中，最小的血管會萎縮并死亡，導(dǎo)致血流量減少，并使器官和組織的氧合作用受損。血管老化會引發(fā)一系列疾病，如心臟和神經(jīng)系統(tǒng)疾病，肌肉損失，傷口愈合受損和整體脆弱等。隨著這些內(nèi)皮細(xì)胞老化，血管萎縮，新血管不能形成，并且血液無法正常向身體的大部分部位流動(dòng)。這種變化在肌肉中特別明顯——因?yàn)榧∪庵杏写罅康难?，需要依靠?qiáng)大的血流維持功能。
隨著年齡的增長，肌肉開始萎縮，這種狀況被稱為肌肉衰減征（Sarcopenia）。這個(gè)過程可以通過有規(guī)律的鍛煉來減緩，但是緩慢的鍛煉對緩解這種癥狀的作用會越來越少。
究竟是什么限制了血液流動(dòng)并導(dǎo)致了這種不可避免的衰退？為什么連鍛煉都失去了維持肌肉活力的保護(hù)力？這個(gè)過程是否可逆？在一系列實(shí)驗(yàn)中，研究小組發(fā)現(xiàn)了其中的機(jī)制：隨著內(nèi)皮細(xì)胞開始失去一種稱為sirtuin1（SIRT1）的關(guān)鍵蛋白，血流量減少了。之前的研究表明SIRT1能延緩衰老并延長酵母和小鼠的壽命。SIRT1丟失是由NAD +的缺失造成的，NAD +是一個(gè)多世紀(jì)前發(fā)現(xiàn)的蛋白相互作用和DNA修復(fù)的關(guān)鍵調(diào)控因子，NAD +會隨著年齡增長而下降。
NAD +和SIRT1為血管內(nèi)皮細(xì)胞和肌肉細(xì)胞之間的溝通提供了一個(gè)關(guān)鍵的接口。實(shí)驗(yàn)表明，在年輕的小鼠肌肉中，SIRT1信號被激活并產(chǎn)生新的毛細(xì)血管，為組織和器官提供氧氣和營養(yǎng)。然而，當(dāng)NAD + /SIRT1活性隨著時(shí)間的推移逐漸減少時(shí)，血流也會減少，從而導(dǎo)致肌肉組織缺乏營養(yǎng)并缺氧。
當(dāng)在年輕小鼠的內(nèi)皮細(xì)胞中刪除SIRT1時(shí)，發(fā)現(xiàn)毛細(xì)血管的密度和毛細(xì)血管的數(shù)量顯著減少。內(nèi)皮細(xì)胞缺乏SIRT1的小鼠運(yùn)動(dòng)耐受性差，只能跑SIRT1沒有缺失的小鼠的距離的一半。為了確定SIRT1在運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)血管生長中的作用，研究人員觀察了SIRT1缺陷小鼠如何對運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生反應(yīng)。經(jīng)過長達(dá)一個(gè)月的訓(xùn)練后，SIRT1缺陷小鼠的后腿肌肉與內(nèi)皮細(xì)胞中具有完整SIRT1的同齡小鼠相比，運(yùn)動(dòng)后形成新血管的能力顯著降低。
肌肉緊張釋放的生長刺激蛋白能誘導(dǎo)運(yùn)動(dòng)誘發(fā)的血管形成，其中SIRT1似乎就是傳遞肌肉向血管生長因子信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的關(guān)鍵信使。缺乏SIRT1的內(nèi)皮細(xì)胞對運(yùn)動(dòng)肌肉釋放的生長刺激蛋白無法做出應(yīng)答。這就像這些細(xì)胞對肌肉發(fā)出的信號已經(jīng)失去應(yīng)答。
這一現(xiàn)象也解釋了為什么年齡相關(guān)的SIRT1丟失會導(dǎo)致肌肉萎縮和血管消亡。由于實(shí)驗(yàn)揭示了SIRT1在運(yùn)動(dòng)誘發(fā)血管形成中的關(guān)鍵作用，研究人員想知道提高SIRT1水平是否會刺激血管生長并避免肌肉萎縮。
對于鍛煉的意義
NAD +是一種在許多生命形式中都保守存在的分子，隨著年齡的增長而減少，之前的研究表明這種因子能刺激SIRT1的活性。NAD+水平下降會降低SIRT1活性，從而干擾老齡小鼠生長新血管的能力。
為了檢測這個(gè)假設(shè)，研究員使用了NMN的化合物，這是NAD +的前體，此前曾被證明在修復(fù)細(xì)胞DNA和維持細(xì)胞活力中發(fā)揮作用。在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)皿中，發(fā)現(xiàn)來自人體和用NMN處理的小鼠的內(nèi)皮細(xì)胞顯示增強(qiáng)的生長能力和減少的細(xì)胞死亡。
來自人和小鼠的內(nèi)皮細(xì)胞用NMN處理后能增加的生長能力，減少細(xì)胞死亡。
接下來，給一組20個(gè)月大（相當(dāng)于70歲的人類年齡）的小鼠連續(xù)服用兩個(gè)月的NMN，結(jié)果發(fā)現(xiàn)NMN治療可恢復(fù)小鼠的毛細(xì)血管和毛細(xì)血管密度。血液流向肌肉也增加了，這都顯著高于未接受NMN治療的相同年齡小鼠的肌肉血液供應(yīng)量。不過，最顯著的效果是衰老小鼠的運(yùn)動(dòng)能力。與未處理的小鼠相比，治療后小鼠的運(yùn)動(dòng)能力提高了56-80％。NMN治療的小鼠的平均跑步長度為430米，即約1,400英尺，而未經(jīng)處理的同齡小鼠平均跑步長度為240米（780英尺）。
為了觀察NMN的效應(yīng)是否可以進(jìn)一步增強(qiáng)，研究人員在治療方案中增加了第二種化合物?；衔颪aHS是硫化氫的前體，也能促進(jìn)SIRT1的活性。結(jié)果顯示一組32個(gè)月大（相當(dāng)于人類年齡90歲）的小鼠接受四周的組合治療后，能比未接受治療的小鼠，活動(dòng)性增加兩倍。有趣的是，NMN治療并未改善年輕久坐小鼠的血管密度和運(yùn)動(dòng)能力。不過，它確實(shí)能夠促進(jìn)經(jīng)常運(yùn)動(dòng)的年輕小鼠的血管形成和運(yùn)動(dòng)能力。這一研究指出：年齡在血管和肌肉之間的相互作用中起著關(guān)鍵作用，NAD +和SIRT1的丟失是中年后鍛煉效果不佳的原因。此外，對于另一類人——那些坐在輪椅上的或那些行動(dòng)不便的人，這項(xiàng)研究也意義重大。
原文標(biāo)題：
Impairment of an Endothelial NAD(+)-H2S Signaling Network Is a Reversible Cause of Vascular Aging
Amino Acid Restriction Triggers Angiogenesis via GCN2/ATF4 Regulation of VEGF and H2S Production
