发表在《细胞报告》上的一项新的小鼠研究表明,辅酶NAD+的代谢前体使卵母细胞(卵细胞)恢复活力,恢复生育能力[1]。
最古老的细胞
在人类中,女性的生育能力在生命的第三个十年接近尾声时开始下降,远远早于其他衰老标志的出现。这种年龄相关性下降主要与卵母细胞质量差有关。生殖细胞表现出与体细胞相同的衰老相关症状,包括表观遗传功能障碍和基因组不稳定。卵母细胞是体内最古老的细胞之一,只在胎儿期产生,不同于体细胞,体细胞不断被新细胞取代。因此,难怪衰老会提前赶上卵母细胞。另一方面,对体细胞有效的抗衰老溶液也应该对卵母细胞有效。
NAD+救援
根据研究,随着年龄的增长,卵母细胞质量的下降与NAD+(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸)水平的下降有关,用NAD+代谢前体NMN(烟酰胺单核苷酸)治疗可使其恢复。
NAD+是一种具有多种细胞功能的辅酶,在20世纪初被发现是一种酒精发酵促进剂。后来发现,NAD+是电子传递链的重要组成部分,是细胞内主要的能量产生机制。上世纪90年代,当发现sirtuins依赖于NAD+来完成其非常重要的去乙酰化工作时,NAD+再次成为头条新闻。有关NAD+的更多信息,我们鼓励您查看这两篇文章系列。细胞中的NAD+水平随着年龄的增长而下降,其补充一直是长寿研究的目标。
研究人员成功地测量了单个卵母细胞中的NAD+水平,发现它们确实比周围组织中的低得多,这可能是由于它们的年龄。当诱导成熟小鼠完成减数分裂(产生功能性生殖细胞的细胞分裂)时,卵母细胞常表现出纺锤体装配和染色体分离的严重缺陷,导致非整倍体(细胞中染色体数目异常)和其他并发症。通过口服NMN,研究人员成功地缓解了这些问题,以至于他们将结果描述为“挽救”了小鼠的生育能力。排卵率和出生率也有显著改善。作者还能够将NMN抗衰老的好处扩展到来自老年动物卵母细胞的胚胎。在胚胎发育的培养液中加入NMN可增加囊胚细胞数,这是体外受精移植成功的重要指标。

有sirtuins吗?
为了确定这些益处是否真的是通过NAD+依赖性sirtuin活性实现的,研究人员通过转基因Sir2的过度表达来操纵小鼠体内的sirtuin水平。通过这样做,他们能够在很大程度上概括体内NMN治疗的好处。另一方面,Sir2的缺失对卵母细胞质量没有不良影响。然而,这只是在幼鼠身上进行的试验。作者承认,使用老年动物可能揭示了Sir2缺失对生育能力的真正影响。到目前为止,作者假设,增加的NAD+水平可能是通过简单地增强能量代谢而不是通过辅助sirtuins来影响卵母细胞。
别在家里试这个
用NMN和其他NAD+前体进行自我治疗正变得越来越流行,但是如果你正在考虑在家里试验NMN,研究人员会给你一个警告:
这项研究的一个意想不到的方面是,用低剂量的NMN治疗可以提高功能性生育能力。这可能表明,有一个最佳剂量范围的NAD+前体,超过这一范围,其他方面的生育能力可能受到不利影响,降低功能生育能力。这将是这项工作的临床翻译的一个重要问题,特别是考虑到像NR这样的NAD+前体可以作为补充剂免费获得。出于谨慎,我们建议希望怀孕的妇女在完成进一步的研究之前不要服用这些补充剂。
结论
解决与老龄化有关的生育率下降问题是一个崇高而重要的目标。如今,通过辅助生殖技术(ARTs)完成这项工作的成功率有限,这种技术可能具有侵入性,成本高昂,有时还存在风险。尽管目前正朝着干细胞体外卵子发生的方向迈出重要的一步[2],但在这项技术成熟之前,用众所周知的化合物NMN进行治疗,可能为提高和恢复妇女的生育能力提供一种简单安全的方法。
文献摘录:
[1] Bertoldo, M. J., Listijono, D. R., Ho, W. H. J., Riepsamen, A. H., Goss, D. M., Richani, D., … & Loh, W. G. N. (2020). NAD+ Repletion Rescues Female Fertility during Reproductive Aging. Cell Reports, 30(6), 1670-1681.
[2] Morohaku, K., Tanimoto, R., Sasaki, K., Kawahara-Miki, R., Kono, T., Hayashi, K., … & Obata, Y. (2016). Complete in vitro generation of fertile oocytes from mouse primordial germ cells. Proceedings of the National Academy of Sciences, 113(32), 9021-9026.

