熬夜党一定有过这样的体验,年轻时熬夜第二天还能生龙活虎,随着年龄增长,熬夜之后,心脏怦怦乱跳。其实,这可能是我们的心脏节律被打乱了,逐渐加速了心脏的衰老。 近日,发表在《Communications Biology》的一项最新研究,揭开了NAD+(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸)、心脏生物钟与衰老之间的关键联系,发现补充 NAD + 前体烟酰胺核糖(NR)能重塑衰老心脏的昼夜基因表达、逆转心脏肥大,为对抗年龄相关的心脏疾病提供了全新的思路。 在哺乳动物体内,几乎所有器官都有自己的内生生物钟,心脏也不例外。心脏生物钟的正常运转,是心脏维持健康功能的重要基础。 但衰老,会打破这份 “节律感”。 研究者比较了年轻(8周龄)和老年(1岁龄)雌性小鼠心脏的基因表达情况,发现在年轻小鼠的心脏中,有1231个基因保持着规律的昼夜节律;而到了老年,这个数字骤降到302个。换句话说,衰老让心脏中超过75%的“节律基因”哑火了。 更值得注意的是,衰老心脏中还出现了 160 个 “异常节律基因”,这些基因富集在癌症、胰岛素抵抗、MAPK 信号通路等与病理状态相关的通路中,而年轻心脏的节律基因则主要参与心脏结构维持、能量代谢等正常生理过程。 有趣的是,衰老并未改变心脏核心生物钟基因(如 Clock、Per2)的转录水平,而是让其在蛋白质功能层面出现了节律衰减。通过对 PER2 荧光报告小鼠的心肌细胞进行实时监测,研究人员发现老年心肌细胞的 PER2 蛋白振荡幅度显著降低 —— 这意味着,心脏生物钟的 “核心发生器” 看似还在工作,但其 “信号输出” 已经严重紊乱,这正是衰老心脏基因表达节律失衡的关键原因。 那么,是什么导致了心脏生物钟的“老化”? 研究者把目光投向了NAD+(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸)。这是一种在细胞能量代谢中至关重要的分子,也是许多重要酶(如抗衰老蛋白SIRT1)的“燃料”。过去的研究已经发现,NAD+水平会随年龄增长而下降,而且它本身也受到生物钟的调控。 当研究者测量老年小鼠心脏中的NAD+水平时,果然发现了显著下降。与此同时,老年小鼠的心肌细胞明显增大——这是心脏衰老的典型特征,意味着心脏正在代偿性地“膨胀”,以弥补功能的下滑。 这些线索指向一个可能:NAD+的下降,可能是心脏生物钟“走不准”的重要原因。 为了验证这个假设,研究者做了一个大胆的尝试:给老年小鼠长期补充NR(烟酰胺核糖),这是一种NAD+的前体物质,可以在体内转化为NAD+。 他们从雌性小鼠2月龄开始,在饮用水中添加NR,持续补充10个月(相当于人类从青年到老年的跨度)。结果令人振奋: 首先,NR补充几乎完全阻止了老年小鼠心脏的增大——它们的“心重/体重比”与年轻小鼠几乎一样。同时,心脏压力标志物Anp和Bnp的表达也显著降低。 其次,NR补充重塑了心脏的节律基因表达谱。在老年小鼠心脏中,有110个本应随着衰老而失去节律的“年轻特有”基因,在NR处理后重新恢复了节律;而111个因衰老而“意外”获得节律的“老年特有”基因,在NR处理后失去了节律。此外,还有213个原本在年轻和老年心脏中都不表现出节律的基因,在NR处理后“凭空”获得了昼夜节律。 这意味着,NR补充不是简单地让心脏“变年轻”,而是对心脏的节律系统进行了精细的重编程——它既保留了一些“年轻态”的节律,又抑制了一些“衰老态”的异常节律,甚至还激活了一些全新的节律程序。 那么,NR 提升 NAD + 水平、重塑心脏生物钟的分子机制是什么? 为了回答这个问题,研究者做了一个巧妙的细胞实验。他们从小鼠心脏中分离出心肌细胞,然后用药物FK866抑制NAD+的合成,模拟衰老导致的NAD+下降。结果发现,这些细胞的PER2(一种核心时钟蛋白)节律显著减弱——这与衰老小鼠心脏中的观察结果高度一致。 当他们同时加入NR时,NAD+水平回升,PER2节律也完全恢复。更有趣的是,即使在NAD+已经下降的情况下,后期再加入NR也能“挽回”节律。这表明,NAD+水平直接决定了心肌细胞“生物钟”的强弱。 这项研究的意义,远不止于揭示了一个分子机制。 这项研究也提醒我们:生物钟的节律性本身,就是一种健康指标。过去我们更多关注“这个基因表达高不高”,而现在我们需要问“这个基因的表达有没有节律”。高幅度的昼夜节律,可能比单纯的表达水平高低更能反映组织的健康状态。 而对于普通人而言,这项研究也给出了最朴素的启示:保持规律的作息、维持体内 NAD+ 水平的稳定,或许就是守护心脏健康最简便、最科学的方式。
心脏也有 “生物钟”,衰老会让它乱了节奏


NAD+:心脏生物钟的“燃料”

NR补充:让衰老的心脏重新“对时”

NAD+水平直接决定了心肌细胞“生物钟”的强弱
抗衰护心,从调节 NAD + 与生物钟入手
首先,它为“NAD+补充能抗衰老”提供了新的证据和视角。过去人们更多关注NAD+在能量代谢和DNA修复中的作用,而这项研究告诉我们,维持生物钟的精准性,可能是NAD+抗衰老的另一个重要途径。
参考资料:
[1] Carpenter, B. J. et al. NAD+ controls circadian rhythmicity during cardiac aging. Communications Biology (2026) doi:10.1038/s42003-026-09818-1.