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综述:NAD+ 糖水解酶-CD38作为衰老治疗靶点:生理作用、分子机制及抗衰老研究未来机遇
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月13日 来源:Biochemical Pharmacology 5.3
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这篇综述系统阐述了CD38通过消耗NAD+ 影响衰老进程的核心机制,提出抑制CD38可有效维持NAD+ 水平(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸),从而延缓组织退化并防治衰老相关疾病。文章整合了CD38在代谢调控、线粒体功能及年龄相关疾病(如神经退行性疾病)中的关键作用,并探讨了小分子抑制剂(如NMN、NR)的治疗潜力,为抗衰老研究提供了新视角。
Abstract
衰老伴随组织功能衰退与NAD+
水平下降密切相关。CD38作为主要NAD+
水解酶,其表达上调加速NAD+
耗竭,而CD38缺失可延缓衰老。本文探讨CD38在衰老中的分子机制及作为治疗靶点的潜力。
Introduction
NAD+
是能量代谢(如糖酵解、三羧酸循环)的核心辅因子,其亚细胞分布具有差异性:线粒体NAD+
浓度(250–500?μM)显著高于胞质(100?μM)。衰老过程中,NAD+
合成减少(如NAMPT下调)与消耗增加(如CD38上调)共同导致其水平下降,引发代谢紊乱和年龄相关疾病。
NAD+
metabolism
NAD+
通过传递H-
参与氧化还原反应,并作为PARPs(聚ADP核糖聚合酶)和sirtuins(去乙酰化酶)的底物调控DNA修复和表观遗传。其合成途径包括Preiss-Handler路径和补救合成路径,其中NAMPT是限速酶。
The structure of CD38
CD38基因定位于4p15,编码35–49?kDa的跨膜蛋白,兼具NAD+
水解酶和环化酶活性。其启动子区富含GC序列,且蛋白结构包含催化口袋,可结合NAD+
生成ADPR(二磷酸腺苷核糖)和cADPR(环状ADPR)。
Biochemical evidence Supporting CD38 regulation of aging
衰老组织中CD38表达升高与NAD+
下降呈正相关。实验显示,CD38敲除小鼠NAD+
水平提升,线粒体功能改善,而CD38过表达则加速衰老表型。
CD38 and aging-related diseases
在阿尔茨海默病中,CD38通过促进Aβ沉积加剧神经炎症;在动脉粥样硬化中,CD38介导的NAD+
耗竭导致内皮功能障碍。此外,CD38与胰岛素抵抗和肌肉萎缩密切相关。
Small-molecule CD38 inhibitors
目前已发现200余种CD38抑制剂,包括黄酮类化合物和NAD+
类似物。其中,NMN和NR作为NAD+
前体可间接抑制CD38活性,而特异性抑制剂(如78c)能直接阻断其催化位点。
Conclusions and Perspectives
靶向CD38-NAD+
轴为抗衰老提供新策略,但需解决组织特异性递送和长期安全性问题。未来研究可结合单细胞测序技术解析CD38的细胞异质性作用。
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