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新冠病毒(SARS-CoV-2)导致的新冠肺炎全球大流行已造成全球超过5亿人感染,并导致了超过600万人死亡。尽管已经开发了多款具有高保护效力的新冠疫苗,但新冠病毒的快速变异能力给大流行带来了许多不确定性,这使得治疗药物的研发成为重要事项。
2022年4月29日,中科院遗传与发育生物学研究所许执恒团队,联合北京微生物与流行病学研究所秦成峰团队、清华大学药学院胡泽平团队,在 Cell Discovery 期刊发表了题为:Treatment of SARS-CoV-2-induced pneumonia with NAD+ and NMN in two mouse models 的研究论文。
该研究表明,补充 NAD+ 和 NMN 可部分挽救新冠病毒感染导致的基因表达和代谢紊乱,从而挽救感染新冠小鼠的生命。这些研究结果支持靶向 NAD+ 通路的新冠治疗实验。
在这项研究中,研究团队在新冠病毒感染的两种小鼠模型中,使用肺转录组学和代谢组学评估新冠病毒感染后基因表达和代谢紊乱情况,并测试了 NAD+ 及其前体 NMN 的保护作用。
NR(烟酰胺核糖苷),NMN(β-烟酰胺单核苷酸),NAD+(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸)
研究团队发现,新冠病毒感染导致小鼠模型中与 NAD+代谢、免疫反应和细胞死亡相关的基因表达失调,这与人类新冠患者相似。研究团队接下来使用 NAD+ 和其前体 NMN 进行治疗,发现治疗后的肺炎表型,包括新冠感染所致的肺部过度炎症细胞浸润、溶血和栓塞,得到了显著改善。补充 NAD+ 和 NMN 可显著抑制细胞死亡。更重要的是,补充 NMN 可以保护30%的感染了致命新冠病毒剂量的老年小鼠免于死亡。
在机制上,研究团队发现,补充 NAD+ 或 NMN 可以部分挽救由新冠病毒感染引起的基因表达和代谢紊乱。
总的来说,这项体内动物研究支持通过靶向 NAD+ 通路治疗新冠患者。而就在前段时间,发现NMN抗衰作用的“抗衰教父”大卫·辛克莱力挺提高NAD+能有效防治新冠这一观点。该文章于2月11日发表在免疫学顶级期刊《Trends in immunology》。
科学家们经过大量研究发现,新冠病毒有着类似SARS病毒的机制,可以激活炎症小体NLRP3。而NLRP3的激活会产生较多的炎症因子,产生过度炎症,从而引发致命的细胞因子风暴。有研究表明,住院率、重症监护病房(ICU)入院率和死亡率也随着年龄的增长而增加,辛克莱等科学家推测这是因为衰老会降低NAD+水平,从而使得年龄大的人更容易感染新冠。
缺乏NAD+除了更易感染新冠,还更容易引起新冠感染的并发症,包括糖尿病和胰岛素抵抗。而补充NAD+可以有效解决这一问题。例如最近的研究发现NMN(NAD+前体)可以改善糖尿病前期妇女的胰岛素敏感性。此外,最近开发的治疗糖尿病的药物伊美格列明(二甲双胍的“兄弟”)可以诱导啮齿类动物胰岛中NAD+的合成。
因此,辛克莱等科学家认为增加NAD+的浓度可能在预防和治疗新冠病毒和其他一些并发症上发挥重要作用。
图注:SARS病毒感染和NAD+调节NLRP3炎症小体的机制
如何利用好NAD+这把“武器”?
NAD+的前体中比较安全,可口服,生物利用较好的主要有烟酸、NR、NMN。但不同的前体在不同的组织中提高NAD+浓度的效果也不尽相同。从结构上看,最接近NAD+的分子是NMN,只需要一步就可以转化为NAD+。下图就是目前正在进行与NMN相关的临床试验。
图注:NMN治疗新冠及其可能的并发症的临床试验
新冠病毒作为单链RNA病毒,极其容易发生变异,在这两年多的时间里,新冠病毒已经从原始毒株变成了德尔塔毒株,再到最近流行的奥密克戎毒株,甚至依然有继续变异的势头。对抗新冠也由此成为一场持久战。而在这场战役中,NMN又会如何发挥它的作用,红色壹号酒业相信全球人民都在期待着。