By Bennett M. Sherman  Published: 11:55 am PST Nov 23, 2020 | Updated: 4:02 p.m. PST Apr 22, 2021

煙酰胺腺嘌呤二核苷酸 (NAD+)是一種對能量產生和維持 DNA 完整性至關重要的分子，NAD+的水平在細胞中隨著年齡的增長而減少。科學家們將與年齡相關的 NAD+ 水平降低與從阿茨海默症到代謝紊亂和心血管功能障礙的疾病聯繫起來。多年來，一種名為 CD38 的酶已被證明在降低 NAD+ 水平方面發揮著關鍵作用，但其功能仍然是個謎。研究人員想知道在衰老過程中哪些細胞和機制會誘導 CD38 的活性，以及​​該酶在導致與年齡相關的 NAD+ 下降的同時發揮什麼作用。

在學術期刊《Nature Metabolism》 上最近的兩篇學術論文探討了有關 CD38 和 NAD+ 的這些問題。明尼蘇達州梅奧診所的 Chini 及其同事和加利福尼亞巴克衰老研究所的 Covarrubias 及其同事的一篇論文表明，與衰老相關的炎症會在稱為 M1 巨噬細胞的免疫細胞中誘導 CD38 的活性。這種 CD38 的活性通過降解細胞中的 NAD+ 並控制細胞外 NAD+ 的前體煙酰胺單核苷酸 (NMN) 的可用性，導致組織 NAD+ 的水平下降。

當衰老細胞停止生長和複製時，這種現象稱為衰老，它們會在稱為衰老相關分泌表型 (SASP) 的過程中分泌與炎症相關的分子。這些分子的存在隨著年齡的增長而增加，並誘導免疫細胞上出現 CD38。這就是衰老相關炎症引起的 CD38 水平升高導致 NAD+ 水平通過 SASP 細胞環逐漸降低的原因。然而，哪些免疫細胞專門使用 CD38 以及用於什麼目的仍不清楚。

(Wu and Zhang | Nature Metabolism) 與衰老相關的炎症會在消耗 NAD+ 的 M1 巨噬細胞中誘導 CD38 酶活性。 CD38 酶的水平升高是與肝臟衰老相關的衰老相關分泌表型 (SASP) 的結果。 這導致稱為 M1 巨噬細胞的免疫細胞內的 NAD+ 和煙酰胺單核苷酸 (NMN) 的消耗增加。 由於這些原因，M1 巨噬細胞上的 CD38 是預防與年齡相關的 NAD+ 下降的潛在治療靶點。 

Chini 及其同事在他們的研究中指出，M1 巨噬細胞在誘導炎症中起關鍵作用，在衰老組織的免疫細胞類型中表現出最高的 CD38 活性。 Covarrubias 及其同事通過顯示 CD38 消耗 M1 巨噬細胞中的 NAD+ 來證實這些結果。 然而，這兩項研究都無法解決 CD38 對消耗 NAD+ 的 M1 巨噬細胞的影響。 了解 M1 巨噬細胞中 CD38 活性增加的目的對於確定 CD38 抑制是否會產生意外的負面後果至關重要。

參考文獻:

Wu S, Zhang R. CD38-expressing macrophages drive age-related NAD+ decline. Nat Metab. 2020 Nov;2(11):1186-1187. doi: 10.1038/s42255-020-00292-5. PMID: 33199923.

引用文獻:

Chini CCS, Peclat TR, Warner GM, Kashyap S, Espindola-Netto JM, de Oliveira GC, Gomez LS, Hogan KA, Tarragó MG, Puranik AS, Agorrody G, Thompson KL, Dang K, Clarke S, Childs BG, Kanamori KS, Witte MA, Vidal P, Kirkland AL, De Cecco M, Chellappa K, McReynolds MR, Jankowski C, Tchkonia T, Kirkland JL, Sedivy JM, van Deursen JM, Baker DJ, van Schooten W, Rabinowitz JD, Baur JA, Chini EN. CD38 ecto-enzyme in immune cells is induced during aging and regulates NAD+ and NMN levels. Nat Metab. 2020 Nov;2(11):1284-1304. doi: 10.1038/s42255-020-00298-z. Epub 2020 Nov 16. PMID: 33199925. 

Covarrubias AJ, Kale A, Perrone R, Lopez-Dominguez JA, Pisco AO, Kasler HG, Schmidt MS, Heckenbach I, Kwok R, Wiley CD, Wong HS, Gibbs E, Iyer SS, Basisty N, Wu Q, Kim IJ, Silva E, Vitangcol K, Shin KO, Lee YM, Riley R, Ben-Sahra I, Ott M, Schilling B, Scheibye-Knudsen M, Ishihara K, Quake SR, Newman J, Brenner C, Campisi J, Verdin E. Senescent cells promote tissue NAD+ decline during ageing via the activation of CD38+ macrophages. Nat Metab. 2020 Nov;2(11):1265-1283. doi: 10.1038/s42255-020-00305-3. Epub 2020 Nov 16. PMID: 33199924.

文章來源: https://www.nmn.com/news/cd38-enzymes-on-immune-cells-drive-nad-decline-with-age