摘要：来自洛桑瑞士联邦理工大学（Swiss Federal Institute of Technology, EPFL）的华人研究者张宏波及其同事发现了一种全新的调控干细胞衰老的机制，并发现一种维生素类小分子能延缓干细胞衰老。这一研究不仅有望延长人类等哺乳动物寿命，并且对老年相关疾病的治疗具有前瞻意义。
烟酰胺核糖（Nicotinamide riboside ，NR）是一种维生素类小分子。它在 21 世纪初营养和代谢的研究中开始进入人们的视野，之前的研究发现其对于肥胖具有一定的抑制效果。而现在，瑞士联邦理工大学 Johan Auwerx 教授实验室博士研究生生张宏波主导的研究课题对这一神秘的小分子赋予了新的功能。他们发现烟酰胺核糖能有效抑制老年小鼠干细胞衰老并延长小鼠寿命。
人体的几乎每一个部分都由细胞构成，干细胞曾经被认为是人体内一种「永葆青春」的细胞。 人的每一个细胞皆由干细胞发育衍生而来，成年后一部分干细胞得到保留下来，他们少量存在于骨，肌肉，脂肪组织，脑，皮肤等多种组织，用于修复损伤或者衰老死亡的细胞。
近年来，研究人员发现，干细胞并非能够无限地发挥功能，在人衰老的过程中也伴随着干细胞衰老。因此干细胞衰老自然地与人的衰老以及伴随而来的疾病，例如肥胖，糖尿病，肿瘤，肌肉萎缩，视网膜病变，帕金森，阿尔茨海默综合症等联系起来。寻找干细胞衰老的原因并阻止或者延缓干细胞衰老成为无数科学家奋斗的目标。
现在由张宏波主导，联合瑞士两所国立联邦理工大学，加拿大以及巴西的研究者共同组成的研究小组使人们有望看到解决这一问题的曙光。他们的最新研究成果于上星期以最高规格的长论文形式（Research article）在线发表于国际顶级期刊 Science。
线粒体是干细胞衰老的关键
线粒体是细胞内存在的「能量工厂」。 它不断为正常细胞高效提供能量。与正常细胞不同，大多数干细胞一直处于静止的「睡眠」状态，他们只有在需要时才被唤醒，之后再次沉睡。长期以来人们认为线粒体不是其功能必须：因为「沉睡「的干细胞只有很低的能量代谢，并不需要大量线粒体来行使功能。相反，线粒体产生的自由基还有可能毒害干细胞。然而张宏波等人的研究发现，这一认识可能需要修正：即使是沉睡的干细胞，他们在衰老的过程中也逐渐表现为线粒体丧失功能。「这是对干细胞衰老的全新的认识」Auwerx 教授评价。
干细胞衰老能在老鼠内完整重现，因此该研究组以老鼠作为材料来开展研究。「我们发现，两年大的老鼠与两个月大的老鼠比较骨骼肌干细胞存在明显的线粒体功能下降，两年的老鼠正好相当于人在 60-70 岁年龄，这些老鼠存在骨骼肌干细胞数量减少，骨骼肌受损后修复困难等症状，」张宏波介绍，「一旦我们以含有烟酰胺核糖的食物饲喂老鼠，这些症状能明显缓解」。
不仅是骨骼肌干细胞，该研究发现烟酰胺核糖对脑和皮肤系统内的干细胞具有同样的抗衰老作用。而更为重要的是这些烟酰胺核糖饲喂的老鼠具有更长的寿命。「这是第一个以营养干预的方式来延长哺乳动物寿命，」Auwerx 教授对这一发现激动不已，「迄今为止能延长哺乳动物寿命的方式屈指可数。」
再生医学的重要突破
不仅仅是衰老，人体多种疾病与干细胞功能有关，例如遗传性骨骼肌萎缩，帕金斯综合症等。该研究也尝试用烟酰胺核糖饲料喂骨骼肌萎缩的病变老鼠，这些老鼠存在着骨骼肌干细胞早衰。烟酰胺核糖也能明显提高这些疾病老鼠的骨骼肌功能。对脑和皮肤干细胞的良好作用有望使烟酰胺核糖成为一种有效的治疗神经退行性疾病和白发的药物或营养辅料，从而使得烟酰胺核糖成为再生医学的明星分子。
张宏波与 Auwerx 等已经为烟酰胺核糖的干细胞应用等申请了专利，他们正考虑与生物医药公司一起将烟酰胺核糖推向临床应用。「尽管结果喜人，这一小分子维生素距离临床广泛应用还有非常远的路要走。我们需要进行更深入的机理研究以及长期的临床测试」张宏波补充道。
资料来源：Zhang, H., Ryu, D., Wu, Y., Gariani, K., Wang, X., Luan, P., D'Amico, D., Ropelle, E. R., Lutolf, M. P., Aebersold, R., Schoonjans, K., Menzies, K. J. & Auwerx, J. NAD+ repletion improves mitochondrial and stem cell function and enhances life span in mice. Science, doi:10.1126/science.aaf2693 (2016).
背景介绍：Johan Auwerx 教授是瑞士联邦理工大学教授，雀巢能量代谢研究实验室主任，欧洲分子生物科学组织成员（EMBO fellow）。其担任《科学》(Science),《细胞》（Cell），和《细胞代谢》（Cell Metabolism）等多个国际顶级期刊编辑委员会顾问专家（Editorial board）. 是 Danone International Nutrition Award, Oskar Minkowski Priz, Morgagni Gold Medal 奖获得者。