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探索分子SS-31和NMN协同改善老年心脏功能的逻辑原理!

巅峰联盟  来源:CALERIE公司

 
科学家分别用SS-31和NMN(烟酰胺单核苷酸)分子作用于老年小鼠,以改善其各种心脏功能,这些分子起着协同作用,包括让心脏焕发年轻活力及增强新陈代谢功能。

心血管疾病是老年人的主要死因,其死亡率高于75岁以上成年人的所有类型癌症的总和。当心脏功能随着年龄的增长而下降时,心脏的各个阶段功能都会受到干扰,特别是当心脏往外泵血时。心血管的极高死亡率与治疗的高成本让科研人员密切关注,并寻求解决方法。

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3月,华盛顿大学的科学家在《细胞衰老》上发表了一项研究成果,他们发现SS-31和烟酰胺单核苷酸(NMN)可以改善老年小鼠的心脏功能,使其达到与年轻小鼠相似的水平。用这两种药物中的任一种治疗老年小鼠时,研究人员都发现心脏功能的不同方面得到了改善,将它们结合在一起有助于整体心脏功能的协同改善。研究人员说:“这些结果可能具有很强的临床意义,暗示两种药物联合使用的协同治疗可能比单独使用两种药物更有效地治疗与年龄有关的心脏功能障碍。”

先前的研究表明,SS-31(也称为Elamipretide)可减轻细胞压力,但其潜在机制尚不清楚。迹象表明,SS-31促进了细胞动力线粒体的健康,而线粒体有助于这些细胞的益处。

NMN增强了一种称为烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)的分子的水平,该分子在细胞能量产生和健康中具有重要作用。NMN通过增加细胞NAD+的水平来增强细胞的能量,从而改善线粒体健康。科学研究表明,NMN治疗可改善小鼠衰老和与年龄有关的疾病的迹象,这证明了这一点。

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由于这些原因,Whitson及其同事测试了这两种针对线粒体的药物SS-31和NMN对老年小鼠心脏的影响。研究人员分别或联合使用SS-31和NMN对年长的动物进行了治疗,所有治疗均导致与年龄相关的心脏功能代谢变化减少。接下来,他们测量了实验性诱发这些老小鼠心律升高时心脏中代谢产物磷酸肌酸(PCr)和三磷酸腺苷(ATP)的比例。通过确定在增加的ATP需求下,心肌中心肌细胞为心肌提供的收缩能量的消耗程度,通过评估PCr中存储的提供收缩能量的磷酸盐的程度,可以评估心脏如何有效地应对增加的工作。

研究人员发现,单独或联合使用药物治疗老年小鼠,可改善代谢物PCr与ATP的比例与年龄相关的变化。单独或联合治疗后,该比率的变化逆转,表明较老的心脏恢复了处理更高工作量和心率的能力。

(Whitson等人,2020 |衰老细胞) SS-31,NMN或多种治疗组合可恢复年长小鼠心脏的代谢特征。(B)用PCr/ATP比表示,用SS-31,NMN或两种治疗的组合改善了老年心脏向年轻小鼠的代谢。

有趣的是,研究人员发现,用SS-31或NMN治疗老年小鼠可改善心脏功能的各个方面。用SS-31治疗的老年小鼠表现出明显的舒张功能恢复,这是心室充满血液的心跳期。NMN治疗导致收缩功能显着改善,收缩期是心脏向全身泵送血液的心跳期。重要的是,SS-31和NMN的联合治疗改善了舒张功能和收缩功能。

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(Whitson et al 2020 |衰老细胞)SS-31改善了心脏腔室充满血液的心跳周期(即舒张功能),NMN改善了心脏向全身泵送血液的心跳周期(即收缩功能),该组合可改善老年小鼠的舒张功能和收缩功能。(A)用SS-31治疗老年小鼠后,以Ea / Aa比值表示的舒张功能向年轻小鼠改善。这些改进还结合了SS-31和NMN。(B)用NMN治疗老年小鼠后,在较高的工作量条件下,其收缩功能(以分数缩短百分比表示)改善了年轻小鼠的收缩功能。联合治疗观察到相似的结果。

“由于组合使用这些药物可以改善舒张期和收缩期,但既不能阻止也不能进一步增加个体改善,因此数据表明该药物使用两种独立的机制来实现这些功能益处,”研究人员说。一方面,NMN比SS-31更具急性作用,停止治疗10天后其作用消失。另一方面,SS-31的作用在戒断后持续数周。这些不同的有效性时间表符合以下建议:NMN主要用于提高NAD +水平,从而快速增强心肌能量供应,而SS-31修复线粒体效率并降低细胞压力以促进心脏细胞重塑,这需要数周时间。

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该研究表明,两种药物可以同时服用以恢复舒张和收缩功能。“通过在小鼠中一起测试SS-31和NMN,我们能够提供每种药物在心脏中的作用和机制的新见解,”研究人员说。根据研究小组的研究结果,这两种药物的联合治疗可能会比单独使用一种药物更有效地治疗与年龄相关的心脏功能障碍。他们得出结论,使用补充药物可能会提供一种模型,以实现最佳的健康期扩展。

参考文献
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