近日，亿万先生MR医学院呼庆勋副教授在“Nature Communications”上颁发了题为 “Elevating cytosolic NADPH metabolism in endothelial cells ameliorates vascular aging” 的钻研论文。该钻研利用一种高机能、遗传编码的NADPH荧光探针，发现了在内皮细胞衰老过程中胞浆NADPH含量升高，而线粒体NADPH不变。浓度降低的一氧化氮（NO）推进G6PD在C385位点的去S-亚硝基化，并增长其活性，从而导致胞浆NADPH水平升高。G6PD过表白显著提高了NADPH水平，抑造了谷胱甘肽氧化和HDAC3的活性，并缓解内皮细胞衰老和血管衰老 ；谟馓秸爰际醭闪⒏咄炕衔锛本缟秆∠低，发现叶酸通过MTHFD1显著提高了NADPH含量，并加强了天然衰老幼鼠的血管活性。上述了局突显了内皮NADPH代谢在血管衰老中的关键调节作用。
心血管疾病是全球重要殒命原因，其殒命率随春秋增长而上升。与春秋有关的心血管疾病重要特点之一是血管职能或表型的扭转。血管普遍存在于机体每个组织，拥有影响大无数器官的怪异能力，所以血管老化是导致机体衰老的沉要上游成分。血管内皮是覆盖在血管腔内壁的单层细胞，在维持血管稳态中起着沉要作用。大量钻研批注，血管内皮细胞的衰老导致心血管疾病的肇始和进展。因而，深刻理解血管内皮衰老的分子机造对于应对与春秋有关的心血管疾病至关沉要。
NADPH是内皮细胞中沉要的辅因子，宽泛参加氧化还原反映和合成代谢。最近钻研批注胞浆和线粒体NADPH通量是独立调节的，并且亚细胞结构NADPH的下游调控职能各别（PMID：36973440）。然而由于传统检测步骤不及，以往钻研多聚焦于整体细胞的NADPH变动，难以精准捉拿亚细胞层面的代谢动态。本钻研利用一种高活络、可亚细胞结构定位的NADPH荧光探针（iNap）（PMID：28581494）利用于内皮细胞，实现对胞浆和线粒体内NADPH的实时监测。钻研发现，在多种内皮衰老模型中，胞浆NADPH水平显著升高，而线粒体NADPH则无此变动，揭示了NADPH代谢在衰老过程中的区室特异性。此表，该钻研结合利用遗传编码的NAD+/NADH比率探针（SoNar，PMID：25955212，34901920）和NADH探针（Frex，PMID：21982715）详细刻画了内皮衰老中亚细胞结构NAD(H)代谢法规。
图1，iNap在内皮细胞胞浆和线粒体定位(a-b)及衰老的内皮亚细胞结构NADPH含量变动(c-d)。
机造上，钻研发现衰老有关的NO水平降落，导致了G6PD在第385位半胱氨酸产生去S-亚硝基化。这一翻译后建饰变动加强了G6PD的二聚化、不变性及酶活性，从而驱动了胞浆NADPH的天生。为明确胞质 NADPH 升高的职能意思，该钻研通过基因操控调控内皮细胞中 G6PD 的表白水平。了局显示，过表白 G6PD 可显著提升胞质 NADPH 水平，通过加强谷胱甘肽还原系统活性和抑造HDAC3活性，有效降低内皮细胞衰老标志物表白及衰老有关排泄表型（SASP）产生，改善血管舒张职能并减轻血管纤维化。反之，敲低G6PD则会降低胞质NADPH水平，加剧内皮细胞衰老和血管老化。因而，胞浆NADPH升高阐扬缓解细胞衰老的代偿性 ；ぷ饔。沉要的是，利用基因编码的代谢调节工具酶（TpNOX）直接靶向调节亚细胞结构NADPH含量，证实NADPH是G6PD阐扬血管 ；ぷ饔玫慕榈挤肿。
图2，基于iNap的高通量化合物荧光筛选分析系统（a）及其利用（b）。
此表，本钻研基于NADPH探针成立了高通量化合物荧光筛选分析系统，一秒即可获取一个化合物对NADPH代谢的影响分析。通过对 1419 种 FDA 核准药物进行筛选，成功获得叶酸等7种可显著提升胞质 NADPH 水平的药物 ；熳暄蟹⑾忠端峥赏ü惶即煌分械墓丶浮羌谆那庖端嵬亚饷福∕THFD1）推进 NADPH 天生。在血管衰老幼鼠模型中，叶酸过问可显著提升血管组织 NADPH 水平，改善血管内皮职能，降低血压并减轻血管纤维化，同时抑造衰老标志物和炎症因子表白。
图3，内皮细胞衰老中NADPH代谢机造模式图（a-b）。
综上，该钻研通过遗传编码荧光探针技术揭示了内皮细胞衰老过程中NADPH时空代谢法规，阐了然G6PD去S-亚硝基化建饰调控 NADPH 天生的分子机造，并成立了基于荧光探针的高通量药物筛选步骤，证实叶酸可通过 MTHFD1/NADPH 通路缓解血管衰老。这一发现深入了对血管内皮衰老代谢调控机造的理解，也为血管衰老有关疾病的防治提供了新靶点和潜在临床药物。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-64652-z
