科学家发现维持 NAD+ 对肾脏疾病的保护作用

全世界每年约有 100 万人死于未经治疗的肾衰竭。尽管个人和经济负担沉重，但在过去 40 年中，只有少数几种新方法被用于治疗或治愈肾脏疾病。

人类肾脏样本的综合代谢组学和转录组学数据分析。a , 总共收集了 50 个人类肾脏样本用于代谢组学分析；包括健康对照（n  = 25）和 KD 患者（n  = 25）。b，代谢物的火山图显示人类患病肾脏的显着变化。x轴显示log 2倍变化 (log 2 FC)。y轴显示 -log 10 （P值）。颜色表示人类患病肾脏中显着更高（红色）或更低（蓝色）的代谢物。Welch 的双侧t检验用于计算P价值。c，代谢途径显示出患病肾脏的显着变化。点颜色表示显着性水平，点大小表示路径影响。P值是根据 MetaboAnalyst 中的富集分析计算的。d , 简化的 NAD 补救途径。蓝色表示人类患病肾脏中的代谢物显着降低。e , 人体肾脏中 NAD + 、NMN、NR 和 NAM的水平（健康对照n  = 25 和 KD n  = 25）。* P  < 0.05。NS，不显着。数据以平均值±sem 的形式呈现，并使用 Welch 的双侧t检验进行分析。F, 用于代谢组学研究的相同人类肾脏样本的大量 RNA-seq。g，与肾NAD +水平显着相关的基因的细胞组成的基因本体论分析。点的颜色和大小分别表示显着性和基因计数。h ，肾脏 NAD +水平（x轴）与编码线粒体蛋白的相关基因表达（y轴）之间的相关性。使用 Pearson 相关系数计算P值。

Perelman School 领导的一项新研究发现，与称为烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)的酶“辅助分子”相关的代谢变化可能作为未来肾脏疾病治疗或预防措施的基础宾夕法尼亚大学医学博士。

与 NAD 相关的代谢变化可能为改善肾脏疾病的病程提供新的治疗靶点。通过绘制健康和患病小鼠和人类肾脏的代谢物变化图，宾夕法尼亚大学的科学家们一致确定了健康肾脏和患病肾脏之间的水平差异，包括患病肾脏中 NAD 的显着减少。

但是，当为研究中的小鼠提供非处方补充剂时，它被证明可以有效逆转 NAD 的流失。这表明 NAD 可以在预防肾功能障碍方面发挥重要作用。

“我们希望这项研究能够改善未来的护理。因此，当患者出现代谢物变化时，他们可以在肾脏疾病出现之前接受治疗，”联合首席研究员、医学博士 Katalin Susztak 说，他是该研究的教授。 Penn Medicine 糖尿病、肥胖和新陈代谢研究所 (IDOM) 和肾脏创新中心的肾脏病学成员。

Susztak 和她的同事——包括联合首席研究员 Joseph Baur 博士、宾夕法尼亚大学生理学教授、IDOM 成员和第一作者 Tomohito Doke，医学博士，博士，Susztak 实验室的博士后研究员——努力填补研究空白。在这项研究之前，人类患者的样本尚未用于代谢组学研究，即与肾脏疾病相关的小分子（如代谢物）研究。

通过无偏见的代谢组学研究，该团队确定了小鼠和人类肾脏中 NAD 代谢的变化。在小鼠研究中，他们表明，使用一种常见的补充剂烟酰胺核苷或烟酰胺单核苷酸来促进 NAD 通过保护线粒体（肾小管细胞的动力源）来保护小鼠免受肾功能障碍。

肾小管细胞用于将关键的过滤营养物质返回到身体的血液中。研究人员发现，当这些细胞中的线粒体受损时，会激活导致炎症和肾脏疾病发展的途径。通过防止线粒体受损，NAD 补充剂抑制了这种炎症并保护小鼠免受肾损伤。

“确定这些对 NAD 敏感的下游机制对于了解哪些条件可能受益于 NAD 补充至关重要，”Baur 说。

有了这些发现，研究小组希望他们的研究能够成为进一步研究代谢物变化在肾功能障碍中的作用以及开发预防和治疗肾脏疾病的新药物的跳板。