天然营养素烟酰胺和吡哆醇可对抗肌肉衰老
烟酰胺和吡哆醇如何提供突破性、安全的解决方案来抵消老年人的肌肉损失并增强其再生。最近发表在《临床研究杂志》上的一项研究发现,由烟酰胺 (NAM) 和吡哆醇 (PN) 组成的口服联合疗法是支持肌肉干细胞 (MuSC) 的安全且天然的方法。这些细胞有助于肌肉修复和再生,但它们的功能和有效性随着年龄的增长而下降。研究发现,NAM 激活 CK1 介导的 β-catenin 信号传导,而 PN 刺激 AKT 信号传导通路,这两者对于 MuSC 的增殖和分化至关重要。定制高通量体外、体内成像(小鼠模型)……
天然营养素烟酰胺和吡哆醇可对抗肌肉衰老
烟酰胺和吡哆醇如何提供突破性、安全的解决方案来抵消老年人的肌肉损失并增强其再生。
最近发表的一项研究临床研究杂志确定了一种由烟酰胺(NAM)和吡哆醇(PN)组成的口服联合疗法,作为支持肌肉干细胞(MuSC)的安全且天然的药物。这些细胞有助于肌肉修复和再生,但它们的功能和有效性随着年龄的增长而下降。研究发现,NAM 激活 CK1 介导的 β-catenin 信号传导,而 PN 刺激 AKT 信号传导通路,这两者对于 MuSC 的增殖和分化至关重要。定制高通量体外、体内(小鼠模型)成像和临床前研究表明,来自食物的天然营养素 NAM 和 PN 可以促进 MuSC 生长并有效逆转与年龄相关的衰退。
研究发现,自然衰老过程会降低 NAM 和 PN 的循环水平,这凸显了这些 FDA 批准的营养素是对抗与年龄相关的肌肉退化的有希望的解决方案。有趣的是,NAM 和 PN 水平与一组老年人的肌肉质量和步态速度直接相关,凸显了它们潜在的临床意义。
图解总结
背景
骨骼肌表现出惊人的高度可塑性,并能动态适应压力、损伤和废用。这些肌肉依靠肌肉干细胞 (MuSC) 进行生长、修复(受伤后)和维持。在正常情况下,多余的 MuSC 处于休眠状态,只有在补偿循环 MuSC 库的下降或修复损伤时才会被激活。不幸的是,之前的研究表明,衰老会因炎症增加、细胞信号传导改变或氧化应激而损害 MuSC 功能。综合起来,这些因素会减缓肌肉质量并增加力量损失,这种情况在医学上称为“肌肉减少症”。
近年来,进行了一些临床前研究,旨在寻找逆转与年龄相关的 MuSC 下降的方法。不幸的是,这些研究未能解决干预安全性问题,因此即使成功逆转 MuSC 退化也不适合人类使用。目前研究的特点是,它专注于被归类为GRAS(公认安全)的营养素,从而在治疗效果的同时确保生理安全性。鉴定具有生理安全性、低成本和高治疗功效的天然营养素将是当今老龄化社会中与年龄相关的生活质量(QoL)损失的理想解决方案。
关于该研究
在本研究中,研究人员开发了一种定制的高通量成像管道(表型测定)来筛选 50,000 种食品源营养素和植物提取物,以确定可以增强 MuSC 生长和功效的安全生物活性物质。在确定的众多营养素中,下游分析仅限于被美国食品和药物管理局 (FDA) 分类为公认安全 (GRAS) 的营养素。
特定途径的益处:烟酰胺 (NAM) 增强 β-连环蛋白信号传导,而吡哆醇 (PN) 激活 AKT 途径和能量代谢,提供补充机制来优化肌肉干细胞 (MuSC) 功能。
他们的检测结果表明,烟酰胺 (NAM) 和吡哆醇 (PN) 通过增强 AKT 和 CK1/β-catenin 通路中的细胞信号传导能力,有效刺激 MuSC。这些途径调节增殖和分化,对于维持健康的肌肉修复机制至关重要。前者的下降会导致肌肉恢复缓慢(常规使用后)、力量降低和修复效果较差(受伤后)。
该研究随后测试了 NAM/PN 补充剂的价值体外测试人类肌源性祖细胞 (hMP)、体内小鼠模型(不同年龄的雄性 C57BL/6JRj 小鼠)和临床前人类流行病学研究 (Bushehr Elderly Health)。 [BEH] 计划)。此外,在小鼠模型(年轻小鼠与老年小鼠)和人成纤维细胞测定中评估了天然 NAM 和 PN 含量和效力的差异。
研究方法包括成像(用于营养素鉴定)、筛选(将已鉴定的营养素限制在被认为对人类食用安全的范围内)以及分子和生化测试,以评估已鉴定的膳食补充剂在不同年龄和浓度下的性能。统计分析包括双尾学生 t 检验和组间计算的方差分析。由于众所周知,与年龄相关的肌肉功能衰退在男性和女性之间存在差异,因此对男性和女性供体细胞进行了 hMP 测试。这确保了结果考虑到潜在的性别特异性生物学差异。
研究结果
与年龄相关的营养下降:NAM 和 PN 水平随着年龄的增长而自然下降,在肌肉组织和血浆中下降高达 37%,表明系统性营养缺乏,可以通过营养补充来纠正。
在研究的数千种营养素中,根据观察到的功效和 FDA 批准的安全性,选择 NAM 和 PN 进行下游研究。研究表明,NAM 通过 CK1 介导的 β-catenin 信号传导促进 MuSC 增殖,而 PN 通过 AKT 途径和能量代谢促进分化。值得注意的是,这些营养素表现出独立但协同的 MuSC 增强功能模式。
由于需要分化和增殖才能达到预期结果,因此这些测试表明需要包含 NAM 和 PN 的联合疗法才能获得最佳结果。老年小鼠和年轻小鼠之间的比较表明,循环 NAM 和 PN 水平随着年龄的增长而下降,这与观察到的 MuSC 功能下降几乎完全匹配。人类流行病学数据进一步证实了这一点,这些营养素的低水平与肌肉质量减少和步态速度减慢有关。综上所述,这些结果表明 NAM/PN 组合制剂可能有助于稳定这些营养素的循环水平,有效维持 MuSC 功能,从而预防与年龄相关的肌肉退化。
令人鼓舞的是,我们发现口服 NAM/PN 组合制剂能够逆转小鼠和人类与年龄相关的肌肉损失。与服用等量安慰剂的参与者相比,食用这些营养素的参与者的肌肉恢复和力量显着改善,愈合时间也更短。然而,作者指出,NAM 和 PN 补充剂应该理想地补充运动和膳食蛋白质,以实现整体肌肉健康。
文凭
本研究对食品源性营养素在解决持续且日益严重的与年龄相关的肌肉退化问题方面的有效性和安全性进行了全面评估。它检查了 50,000 种营养素,并确定只有两种(NAM 和 PN)对于逆转自然肌肉退化是安全有效的,特别是在作为联合疗法时。虽然健康的生活方式(饮食习惯)和体力活动(锻炼)的影响不可低估,但口服 NAM/PN 组合可改善老年人的肌肉再生、改善肌肉修复并增强肌肉力量。
因此,这项研究强调 NAM 和 PN 作为解决与衰老相关的生活质量下降的临床可行的解决方案,并且代表着在当今日益老龄化的社会中迈向更强大、更独立的未来的第一步。未来的研究可以研究这些营养素如何与肌肉生态位中的其他细胞相互作用,并评估它们在临床环境中的长期影响。
资料来源:
- Ancel, S., Michaud, J., Migliavacca, E., Jomard, C., Fessard, A., Garcia, P., Karaz, S., Raja, S., Jacot, G. E., Desgeorges, T., Sánchez-García, J. L., Tauzin, L., Ratinaud, Y., Brinon, B., Métairon, S., Pinero, L., Barron, D., Blum, S., Karagounis, L. G., … Feige, J. N. (2024). Nicotinamide and pyridoxine stimulate muscle stem cell expansion and enhance regenerative capacity during aging. In Journal of Clinical Investigation (Vol. 134, Issue 24). American Society for Clinical Investigation, DOI – 10.1172/jci163648, https://www.jci.org/articles/view/163648