喫煙は健康に悪影響を及ぼすことが広く知られており、その1つが特発性肺線維症(IPF)の発症であり、老化や老化細胞の蓄積に関連することが多い肺疾患です。最近の研究では、 ニコチンアミドモノヌクレオチド(NMN) がこれらの効果に対抗することが期待されていることが示唆されています。
中国の南方医科大学のZhang博士が率いる研究チームは、特にタバコの煙にさらされた人の肺の健康に対するNMNの利点を調査しました。この記事では、損傷した細胞を若返らせるNMNの可能性を掘り下げ、タバコの煙によって引き起こされる細胞老化の加速に対処し、IPFのリスクがある人々に希望を提供します。タバコの煙、老化細胞、および肺疾患を緩和するNMNの可能性の関係を探ります。
中国の南方医科大学の張博士が率いる研究グループは、フリーラジカル生物学と医学の分野で研究を行いました。その結果、ニコチンアミドモノヌクレオチド(NMN)と呼ばれる物質が、タバコの煙にさらされたマウスの損傷した細胞の修復に役立つことがわかった。彼らは、タバコの煙がミトコンドリアと呼ばれる細胞の原動力に有害な分子を蓄積させ、老化した細胞の生成を促進することを発見しました。 NMN がオートファジーと呼ばれるプロセスを促進すると、これらの有害な分子を除去し、細胞の老化を軽減し、この研究がヒトに適用される場合、特に成人喫煙者のIPFを予防できる可能性があります。
喫煙は肺細胞を老化させる
喫煙が細胞の老化に及ぼす影響を調べるため、研究者らは室内のマウスを1日2回、30分間、4週間にわたってタバコの煙に曝露した。この曝露中に、タバコの煙が肺細胞の老化を早めることを発見しました。実験室での実験では、タバコの煙から作られた溶液で肺細胞を処理すると、細胞の老化も促進されることが観察されました。 これは、タバコの煙が肺細胞の老化を早めることを強く示唆しています。
オートファジーと細胞老化の障害
Zhang博士らによるこれまでの研究では、オートファジーの障害がタバコの煙によって引き起こされる肺線維化に関与していることが示唆されていた。オートファジーは細胞の洗浄システムのようなものです。そこで、本研究では、細胞老化におけるオートファジーの正確な役割が明らかではなかったため、オートファジーの障害と、タバコの煙によって引き起こされる肺細胞の老化の加速を結びつけることを目指しました。その結果、オートファジーに関連するLC3-IIというタンパク質が、タバコの煙抽出物(CSE)に曝露された肺細胞で最初は増加したが、その後減少した。オートファジーを刺激するためにラパマイシンという薬を使ったところ、CSEによって引き起こされる肺細胞の老化の加速を防いだのです。これらの知見は、タバコの煙は最初はオートファジーを高めるが、後に細胞の老化を打ち消すプロセスを低下させることを示唆している。
有害な分子は細胞の老化に寄与する
研究者たちは、ミトコンドリアと呼ばれる細胞のエネルギー産生構造に蓄積する活性酸素種(ROS)に興味を持ってきましたが、これは老化と細胞の老化に関連しているからです。Zhang博士らは、ミトコンドリアROSの蓄積が、タバコの煙によって引き起こされるオートファジーの障害によって引き起こされるかどうかを知りたかったのです。彼らは、肺細胞をCSEで処理するとミトコンドリアの活性酸素レベルが上昇することを発見しましたが、ROSを除去するミトキノンと呼ばれる化合物を使用すると、細胞が老化から保護されることを発見しました。これは、オートファジーが損なわれると、有害なミトコンドリアROSが蓄積し、細胞の老化につながることを意味します。
NMNはオートファジーを高め、細胞の老化を抑制します
NMNは重要な分子であり、細胞のエネルギー生産に重要な役割を果たすニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(NAD +)と呼ばれる別の分子の前駆体です。NMNはまた、NAD +レベルを上昇させることにより、Sirtuin1と呼ばれるタンパク質を活性化します。このタンパク質は、他のタンパク質からアセチル基と呼ばれる分子タグを除去し、それらを活性化するのに役立ちます。彼らの研究では、研究者はNAD +レベルにNMNを補充して、それがオートファジーにどのように影響するかを調べました。その結果、NMNが肺細胞のオートファジーを促進し、細胞の老化を抑制できることがわかった。NMNを添加すると、CSE曝露後にオートファジー関連のLC3-IIレベルが上昇し、NMNは細胞老化のマーカーを低下させました。
Zhang博士らが発見した肺線維症の経路において、Sirtuin1はオートファジー調節タンパク質LC3-IIからアセチル基を除去し、オートファジーを促進し、ミトコンドリアROSを減少させ、老化した細胞の蓄積を除去します。Ex527という阻害剤を使ってサーチュイン1を阻害したところ、NMNの効果が逆転しました。このことは、NMN療法がオートファジーを回復させ、タバコの煙によって引き起こされる細胞老化の加速を抑え、IPFなどの病気の予防に役立つ可能性があることを示唆しています。
また、喫煙は細胞機能の調節を助けるタンパク質であるサーチュイン1の活性を抑制することも発見しました。さらに、Sirtuin1を活性化し、NAD+レベルを高めることで、その活性を回復させ、細胞の老化を防ぐことができることを発見しました。
この研究は、喫煙がIPFなどの肺疾患にどのように寄与するかを明らかにします。しかし、老化細胞の蓄積とIPFを減少させるNMNの利点が喫煙者に適用できるかどうかを判断するには、より多くの研究、特にヒトを対象とした臨床試験が必要です。
