图1: 老年小鼠肠道干细胞增殖能力减弱
(A)年轻小鼠和老年小鼠肠道切片HE染色情况展示,图中“手指样结构”为小肠绒毛,其下方椭圆形“眼睛样结构”为小肠隐窝,隐窝是小肠干细胞增殖的表现(隐窝越多,小肠干细胞增殖能力越强);(B)图中纵坐标代表单位长度小肠内年轻小鼠和老年小鼠肠道中隐窝的数量。与年轻小鼠相比,老年小鼠的单位长度小肠内的隐窝数目显著降低,用 T 检验进行假设检验,* p <0.05 被认为具有显著统计学意义。
干细胞增殖减少的分子机制
为了了解干细胞衰老背后的分子机制,研究人员针对性的研究了来自年轻和老年小鼠肠道上皮细胞中差异表达的基因,结果发现,与年轻小鼠相比,老年小鼠Lgr5基因表达降低,表达量不足年轻小鼠的1/10。Lgr5基因是肠干细胞重要的标记分子,其下调会进一步抑制与增殖相关的Wnt信号通路,最终导致肠干细胞增殖能力降低,这解释了老年小鼠肠道隐窝减少的原因。
图2: 老年小鼠Lgr5基因表达水平显著降低
图中纵坐标代表Lgr5基因表达水平,与年轻小鼠相比,老年小鼠Lgr5基因表达水平显著降低,用 T 检验进行假设检验,*** p <0.001 被认为具有显著统计学意义。
NMN处理可以抑制干细胞衰老,并提升Lgr5基因表达2.5倍
研究人员又进一步寻找可以提升Lgr5基因表达水平的物质,最终筛选出了NMN。他们发现,用NMN处理(100 μM NMN,7天或10天)后的老年小鼠的肠上皮细胞中NAD+水平升高,Lgr5基因表达升高,干细胞增殖能力提升,衰老相关基因被抑制。这些发现表明,NMN处理可改善肠上皮衰老相关变化。