返回網站

科學家們提出,細胞中NAD +的水平可調節對COVID-19的免疫反應

研究人員提出,增加NAD +水平可改善COVID-19(新冠病毒病)感染的免疫功能。

2021年5月12日

By Bennett M. Sherman  Published: 11:30 am PST Jun 14, 2020 | Updated: 12:05 p.m. PST Oct 23, 2020

NAD +參與多種細胞反應,以產生能量並維持細胞健康,包括對病毒感染的免疫反應。 研究顯示,隨著年齡的增長,細胞中NAD +的含量會降低,而與年齡相關的NAD +含量的降低會不利地影響對感染的免疫反應,包括對COVID-19的反應。 COVID-19的死亡率隨著年齡的增長而增加,對於80歲以上的人,死亡率超過14%,這表明與年齡有關的免疫系統功能障礙。

巴林的科學家在《感染與公共衛生》雜誌上發表了一項建議,其中詳細闡述了一種稱為煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD +)的分子在調節針對COVID-19的免疫反應中的作用。 在他們的建議中,研究人員指出,COVID-19感染可導致細胞NAD +水平降低,恢復NAD +水平可降低機體對感染的免疫反應的嚴重程度,從而改善COVID-19患者的病情。 他們認為,了解SARS-CoV-2中的免疫應答機制將使感染的治療選擇的開發成為可能。

研究顯示,隨著年齡的增長,免疫反應會發生改變,包括免疫系統抵禦傳染病的能力降低,以及疫苗對老年人的效力降低。老年人和年輕人在DNA水平上的差異可能會影響免疫反應,即端粒的長度,端粒是染色體的末端。隨著年齡的增長,他們的端粒會變短,這是因為當細胞增殖時,細胞分裂時無法完全複製染色體末端。而NAD +依賴性酶(稱為Sirtuins)可調節端粒的長度,NAD +水平降低會影響Sirtuin的活性,並與導致細胞死亡的端粒變短有關。

NAD +在機體的抗病毒反應中起著至關重要的作用。 一種稱為聚ADP核糖聚合酶-1(PARP-1)的大蛋白可催化NAD +的降解,以發揮其抗病毒功能。 使用ADP-核糖(NAD +分解後來自NAD +的一種成分)時,PARP-1可以標記病毒基因組並抑制病毒基因程序的激活。 但是SARS-CoV-2來自冠狀病毒科的病毒家族,且具有去除ADP-核糖分子標籤的分子機制,從而抑制了PARP-1的保護作用。 這種情況導致過度的PARP-1激活並伴有炎症反應。

PARP-1的過度激活和對SARS-CoV2的炎症反應,導致NAD +的消耗量過大,從而促進了細胞NAD +水平的進一步降低。這最終抑制了需要NAD +的細胞能量產生,導致能量消耗和細胞死亡。此外,由於過度的PARP-1活性而導致的NAD +含量降低,使得sirtuin 1(SIRT1)的活性降低,SIRT1是一種參與細胞健康維持和衰老的蛋白質。

(Omran & Almaliki, 2020 | Journal of Infection and Public Health) 與衰老相關的DNA損傷導致PARP-1活化,從而降低NAD +水平。這種情況導致SIRT1活性下降,從而促進炎症增加和粒線體功能降低。

“通過外源性NAD +給藥可以逆轉PARP-1過度激活的過程,”研究團隊在其學術論文中指出對抗NAD+水平降低的方法。研究團隊繼續說,NAD +可以調節蛋白質複合物NF-KB,在對SARS-CoV-2感染的炎症反應中起關鍵作用。他們說,補充NAD +並隨後抑制PARP-1可以阻止NF-KB活化,從而減少對SARS-CoV-2的炎症反應。

“我們建議在老年患者中使用NAD +作為對抗COVID-19的免疫調節劑。 恢復正常的NAD +水平可以降低這些患者的免疫反應嚴重程度並改善他們的臨床狀況,”研究團隊在其學術論文中表示。 他們得出結論,對SARS-CoV-2免疫應答機制的透徹了解將有助於開發針對該病毒的預防和治療策略。

參考文獻: Omran HM, Almaliki MS. Influence of NAD+ as an ageing-related immunomodulator on COVID 19 infection: A hypothesis. J Infect Public Health. 2020 Sep;13(9):1196-1201. doi: 10.1016/j.jiph.2020.06.004. Epub 2020 Jun 7. PMID: 32534944; PMCID: PMC7275989.

引用文獻: 

Halaschek-Wiener J, Vulto I, Fornika D, Collins J, Connors JM, Le ND, Lansdorp PM, Brooks-Wilson A. Reduced telomere length variation in healthy oldest old. Mech Ageing Dev. 2008 Nov;129(11):638-41. doi: 10.1016/j.mad.2008.07.004. Epub 2008 Aug 14. PMID: 18765247. 

Sanders JL, Newman AB. Telomere length in epidemiology: a biomarker of aging, age-related disease, both, or neither? Epidemiol Rev. 2013;35(1):112-31. doi: 10.1093/epirev/mxs008. Epub 2013 Jan 9. PMID: 23302541; PMCID: PMC4707879. 

Tu W, Rao S. Mechanisms Underlying T Cell Immunosenescence: Aging and Cytomegalovirus Infection. Front Microbiol. 2016 Dec 27;7:2111. doi: 10.3389/fmicb.2016.02111. PMID: 28082969; PMCID: PMC5186782.

文章來源: https://www.nmn.com/news/nad-levels-immune-response-covid-19