南方医科大实验显示NMN可抑制烟草烟雾导致的肺部细胞损伤

中国南方医科大学南方医院的孟莹团队于2007年在Free Radical Biology and Medicine（《自由基生物学和医学》）发表了一项研究，他们发现对于吸入烟草烟雾导致肺部细胞损伤的老鼠，NMN（烟酰胺单核苷酸）可以促进清除肺部老化的老鼠细胞。

吸烟促进肺细胞老化

为了测试吸烟对细胞老化的影响，研究人员将小鼠置于点燃 5 支香烟的烟熏舱中，每天两次，每次30分钟。连续烟熏四周后，研究人员发现小鼠肺细胞明显老化。他们还发现，在培养皿中用烟草烟雾提取物处理的肺细胞同样会发生老化加剧。这些结果证实，烟草烟雾会促进小鼠肺细胞老化。

(Zhang, et al. 2021 |Free Radical Biology and Medicine) 烟草烟雾诱发小鼠肺组织中的老化细胞增加。
（A）图中对肺组织进行β-半乳糖苷酶染色，蓝色细胞为老化细胞。（B）图显示了细胞老化标志物p21和p16染色的肺组织。在这两种情况下，暴露于烟草烟雾的肺组织比未经处理的对照组的染色更多，提示烟草烟雾促进小鼠肺细胞老化。

自噬受损是吸烟导致小鼠肺细胞老化的原因

老化细胞的清除过程被称为“自噬”。以前的研究表明，自噬受损是吸烟导致肺纤维化的原因，但是目前仍然不清楚自噬在细胞老化中的作用。研究人员在培养皿中用烟草烟雾提取物处理肺细胞，结果发现其LC3 II（一种与自噬有关的蛋白质）含量先升高再下降。此外，他们使用了一种叫做雷帕霉素的物质来增强自噬，结果发现这种物质可以防止烟草烟雾提取物导致的肺细胞老化。这些结果表明，虽然烟草烟雾提取物最初可以促进自噬，但随着浓度升高会逐渐减少自噬并导致细胞老化。

(Zhang, et al. 2021 |Free Radical Biology and Medicine) 自噬受损是烟草烟雾促进肺细胞老化的机制。
(A)图中，LC3 II是自噬相关蛋白，与未经任何处理的对照组细胞相比，LC3 II在暴露于烟草烟雾提取物三小时后含量增加，然后逐渐下降。(B)图显示，用烟草烟雾提取物处理的老化细胞百分比增加，但具有促进自噬功能的雷帕霉素能够显著减少老化细胞比例；用自噬抑制剂3MA处理肺细胞也促进了细胞老化的增加。这些结果表明，烟草烟雾是通过抑制自噬来促进细胞老化。

活性氧导致细胞老化

活性氧是一种有害的氧分子，线粒体中活性氧积累导致细胞老化是相关领域的研究热点。研究人员想知道线粒体中的活性氧积累是否是由吸烟导致的自噬受损引起的。通过实验发现，用烟草烟雾提取物处理的肺细胞，其线粒体活性氧水平升高；而再用米托醌（一种可以清除活性氧的化合物）处理可以保护细胞免于老化。由此可以得出结论，自噬受损会导致线粒体活性氧积累，从而导致细胞老化。

NMN可以通过恢复自噬来减少衰老细胞聚集

NMN是合成重要分子NAD+（烟酰胺腺嘌呤二核苷酸）的必需物质，在细胞能量转化过程中起关键作用，并且Sirtuin1蛋白（一种与能量代谢等功能密切相关的蛋白质）也需要与NAD+结合才能发挥作用。

研究人员在肺组织中补充了浓度为500 µM的NMN溶液来提高其NAD+水平，以了解NMN对自噬的影响。结果显示NMN促进了自噬并抑制了肺细胞老化。

研究人员对肺纤维化的过程进行分析，发现Sirtuin1通过激活自噬调节蛋白LC3 II来促进自噬，减少线粒体活性氧，并清除老化细胞。用Sirtuin1抑制剂Ex527处理会消除NMN减少老化细胞的作用。

NMN的抑制细胞老化作用的应用

研究人员在文章中说到：我们证实了烟草烟雾会抑制Sirtuin1的功能，同时也证明了NMN和Sirtuin1激活剂可以恢复Sirtuin1活性并防止肺细胞老化。