NAD⁺ Pengaturcaraan Semula Metabolik: Jalan Terapeutik Baru untuk Kanser Kolorektal dan Kolitis
Apabila kita bercakap tentang kesihatan, usus sering menjadi tumpuan perbincangan. Ia bukan sahaja bertanggungjawab untuk pencernaan dan penyerapan nutrien, tetapi juga mewakili organ imun terbesar dalam badan manusia. Namun, dalam beberapa tahun kebelakangan ini, kejadian penyakit usus seperti kanser kolorektal dan kolitis terus meningkat. Rawatan konvensional sering menghadapi cabaran termasuk ketepatan sasaran yang terhad dan kesan sampingan yang ketara, menekankan keperluan mendesak untuk strategi terapeutik baru.
Baru-baru ini, satu pasukan penyelidik bersama dari Universiti Normal Beijing dan Akademi Sains Perubatan Ketenteraan telah menerbitkan satu kajian penting dalam jurnal terkenal antarabangsa itu Sains Lanjutan. This study systematically revealed, for the first time, how an NAD⁺-dependent enzyme in intestinal epithelial cells—SIRT3—regulates local intestinal immune balance through modulation of NAD⁺ metabolism, opening up new directions for the precision treatment of colorectal cancer and colitis.
Enjin metabolisme tenaga: As a key coenzyme in the cellular respiratory chain, NAD⁺ converts sugars and fats from food into usable cellular energy, serving as a natural “power bank” that keeps the body functioning.
Penjaga pembaikan DNA: DNA sel sentiasa terdedah kepada kerosakan akibat radikal bebas dan tekanan luaran. NAD⁺ mengaktifkan enzim pembaikan khusus yang segera membaiki gen yang rosak, mengurangkan risiko penyakit yang disebabkan oleh mutasi genetik.
Pengawal teras imuniti: NAD⁺ mengawal secara langsung pembezaan dan aktiviti sel imun, membolehkan badan mengenal pasti dan menghapuskan patogen serta sel tumor dengan tepat sambil mengekalkan homeostasis imun.
Modulator utama penuaan: Tahap NAD⁺ secara semula jadi menurun dengan usia, yang merupakan salah satu pendorong utama penuaan sel dan kemerosotan fungsi organ.
In the intestine, the role of NAD⁺ is particularly critical. It not only ensures the normal metabolism and renewal of intestinal epithelial cells, but also strengthens the “protective wall” of the intestinal mucosal barrier against harmful bacteria and toxins. At the same time, it precisely regulates local immune responses, acting as an invisible guardian of gut health.
When intestinal inflammation or tumors occur, SIRT3 expression in IECs is significantly upregulated, leading to a reduction in intracellular NAD⁺ levels and suppression of the pro-inflammatory cytokine IL-1β. As a result, immune cells “lose the signal” and fail to mount an effective defense.
Conversely, when SIRT3 function is deficient, the intestine activates a “self-rescue mechanism,” rapidly replenishing NAD⁺ through alternative metabolic pathways. This activates immune responses, effectively restricting colorectal tumor growth while enhancing resistance to bacterial infections.
Sebagai barisan pertahanan pertama penghalang usus, fungsi sel epitelium bergantung kepada bekalan NAD⁺ yang mencukupi.
When NAD⁺ levels are adequate, intestinal epithelial cells secrete pro-inflammatory factors such as IL-1β, which specifically activate the IL-1R1 receptor on T cells.
Receptor activation promotes the differentiation of IFN-γ–producing CD4⁺ T helper 1 (T_H1) cells and cytotoxic T lymphocytes (CTLs). These immune cells are the main forces responsible for eliminating tumor cells and combating infections.
Ini akhirnya membentuk rantaian peraturan lengkap:
Intestinal epithelial cells → NAD⁺ → IL-1β → T cell activation.
Kajian ini menunjukkan bahawa kekurangan SIRT3 menekan pertumbuhan kanser kolorektal tepat kerana ia meningkatkan paksi pengawalseliaan ini dengan meningkatkan tahap NAD⁺, membolehkan sel imun menyasarkan sel tumor dengan tepat. Sebaliknya, ekspresi berlebihan SIRT3 mengganggu laluan ini, membolehkan sel tumor mengelak pengawasan imun dan menghalang kawalan keradangan yang berkesan.
Mikroba usus menghasilkan metabolit yang dikenali sebagai asid 3-hidroksiantrilik (3-HA).
Selepas memasuki sel epitelium usus, 3-HA ditukar menjadi asid quinolinic (QA).
QA serves as an efficient precursor for NAD⁺ synthesis, enabling rapid NAD⁺ production via compensatory pathways in the absence of SIRT3 and providing sufficient “energy” for immune regulation.
Apabila penyelidik menghapuskan mikrobiota usus menggunakan antibiotik, peningkatan NAD⁺ dan kesan penekanan tumor yang berkaitan dengan kekurangan SIRT3 telah dilemahkan dengan ketara, secara langsung mengesahkan peranan penting mikrobiota usus dalam pemrograman semula metabolik NAD⁺.
Through rigorous animal experiments, cellular studies, and clinical data analyses, the joint research team from Beijing Normal University and the Academy of Military Medical Sciences clearly elucidated the regulatory mechanisms of NAD⁺ metabolism in colorectal cancer and colitis. The key findings can be summarized as “one switch, one pathway, and one collaboration.”
When intestinal inflammation or tumors occur, SIRT3 expression in IECs is significantly upregulated, leading to a reduction in intracellular NAD⁺ levels and suppression of the pro-inflammatory cytokine IL-1β. As a result, immune cells “lose the signal” and fail to mount an effective defense.
Conversely, when SIRT3 function is deficient, the intestine activates a “self-rescue mechanism,” rapidly replenishing NAD⁺ through alternative metabolic pathways. This activates immune responses, effectively restricting colorectal tumor growth while enhancing resistance to bacterial infections.
Sebagai barisan pertahanan pertama penghalang usus, fungsi sel epitelium bergantung kepada bekalan NAD⁺ yang mencukupi.
When NAD⁺ levels are adequate, intestinal epithelial cells secrete pro-inflammatory factors such as IL-1β, which specifically activate the IL-1R1 receptor on T cells.
Receptor activation promotes the differentiation of IFN-γ–producing CD4⁺ T helper 1 (T_H1) cells and cytotoxic T lymphocytes (CTLs). These immune cells are the main forces responsible for eliminating tumor cells and combating infections.
Ini akhirnya membentuk rantaian peraturan lengkap:
Intestinal epithelial cells → NAD⁺ → IL-1β → T cell activation.
Kajian ini menunjukkan bahawa kekurangan SIRT3 menekan pertumbuhan kanser kolorektal tepat kerana ia meningkatkan paksi pengawalseliaan ini dengan meningkatkan tahap NAD⁺, membolehkan sel imun menyasarkan sel tumor dengan tepat. Sebaliknya, ekspresi berlebihan SIRT3 mengganggu laluan ini, membolehkan sel tumor mengelak pengawasan imun dan menghalang kawalan keradangan yang berkesan.
Mikroba usus menghasilkan metabolit yang dikenali sebagai asid 3-hidroksiantrilik (3-HA).
Selepas memasuki sel epitelium usus, 3-HA ditukar menjadi asid quinolinic (QA).
QA serves as an efficient precursor for NAD⁺ synthesis, enabling rapid NAD⁺ production via compensatory pathways in the absence of SIRT3 and providing sufficient “energy” for immune regulation.
Apabila penyelidik menghapuskan mikrobiota usus menggunakan antibiotik, peningkatan NAD⁺ dan kesan penekanan tumor yang berkaitan dengan kekurangan SIRT3 telah dilemahkan dengan ketara, secara langsung mengesahkan peranan penting mikrobiota usus dalam pemrograman semula metabolik NAD⁺.
Berdasarkan penemuan revolusioner ini, menyasarkan penstrukturan semula metabolik NAD⁺ telah muncul sebagai strategi baru yang menjanjikan untuk rawatan kanser kolorektal dan kolitis. Intervensi masa depan yang berpotensi termasuk:
Mengawal mikrobiota usus: Mengoptimumkan komposisi mikrobiota usus melalui intervensi probiotik untuk meningkatkan penghasilan 3-HA, membekalkan bahan mentah yang mencukupi untuk sintesis NAD⁺, dan memperbaiki persekitaran metabolik usus di sumbernya.
Strategi-strategi ini mengatasi kekangan rawatan tradisional yang memfokuskan simptom dan sebaliknya menangani mekanisme penyakit pada tahap asas metabolisme sel dan pengawalan imun, menawarkan kemungkinan baru untuk terapi tepat penyakit usus.
As a national-level “Little Giant” enterprise specializing in biotechnology, Bontac Bio has long focused on the NAD⁺ field and is a pioneer in the NMN industry. Leveraging world-leading biocatalytic technologies and China’s first—and Guangdong Province’s only—provincial coenzyme engineering technology research center, Bontac Bio provides high-purity, high-activity NAD⁺ precursor ingredients.
Looking ahead, Bontac Bio will continue to closely follow scientific advances in NAD⁺ metabolism, drive continuous technological innovation, and fully unlock the health potential of this “molecule of life,” bringing new hope to patients with intestinal diseases.
Kesihatan usus adalah asas kepada kesihatan keseluruhan. Penemuan pemrograman semula metabolik NAD⁺ telah memperdalam pemahaman kita tentang rawatan penyakit usus. Daripada penyelidikan asas hingga aplikasi klinikal, Bontac Bio kekal komited kepada profesionalisme dan ketelitian saintifik, menyokong kemajuan dalam sains bioperubatan dan melindungi kesihatan awam.
Baru-baru ini, satu pasukan penyelidik bersama dari Universiti Normal Beijing dan Akademi Sains Perubatan Ketenteraan telah menerbitkan satu kajian penting dalam jurnal terkenal antarabangsa itu Sains Lanjutan. This study systematically revealed, for the first time, how an NAD⁺-dependent enzyme in intestinal epithelial cells—SIRT3—regulates local intestinal immune balance through modulation of NAD⁺ metabolism, opening up new directions for the precision treatment of colorectal cancer and colitis.
BAHAGIAN 01
NAD⁺: The “All-Purpose Vital Factor” of Human Cells
Many people may still be unfamiliar with NAD⁺, yet it has long been deeply involved in nearly every core physiological process in the human body and can be regarded as an “all-rounder” within cells:Enjin metabolisme tenaga: As a key coenzyme in the cellular respiratory chain, NAD⁺ converts sugars and fats from food into usable cellular energy, serving as a natural “power bank” that keeps the body functioning.
Penjaga pembaikan DNA: DNA sel sentiasa terdedah kepada kerosakan akibat radikal bebas dan tekanan luaran. NAD⁺ mengaktifkan enzim pembaikan khusus yang segera membaiki gen yang rosak, mengurangkan risiko penyakit yang disebabkan oleh mutasi genetik.
Pengawal teras imuniti: NAD⁺ mengawal secara langsung pembezaan dan aktiviti sel imun, membolehkan badan mengenal pasti dan menghapuskan patogen serta sel tumor dengan tepat sambil mengekalkan homeostasis imun.
Modulator utama penuaan: Tahap NAD⁺ secara semula jadi menurun dengan usia, yang merupakan salah satu pendorong utama penuaan sel dan kemerosotan fungsi organ.
In the intestine, the role of NAD⁺ is particularly critical. It not only ensures the normal metabolism and renewal of intestinal epithelial cells, but also strengthens the “protective wall” of the intestinal mucosal barrier against harmful bacteria and toxins. At the same time, it precisely regulates local immune responses, acting as an invisible guardian of gut health.
BAHAGIAN 02
Satu Penemuan Saintifik: Hubungan Utama Antara Penstrukturan Semula Metabolik NAD⁺ dan Penyakit Usus
Through rigorous animal experiments, cellular studies, and clinical data analyses, the joint research team from Beijing Normal University and the Academy of Military Medical Sciences clearly elucidated the regulatory mechanisms of NAD⁺ metabolism in colorectal cancer and colitis. The key findings can be summarized as “one switch, one pathway, and one collaboration.”(1) Suis Utama: Peraturan Dua Hala NAD⁺ oleh SIRT3
The study found that intestinal epithelial cells (IECs) express an enzyme called SIRT3, which acts as a “core switch” in NAD⁺ metabolism and is closely associated with the progression of colorectal cancer and colitis:When intestinal inflammation or tumors occur, SIRT3 expression in IECs is significantly upregulated, leading to a reduction in intracellular NAD⁺ levels and suppression of the pro-inflammatory cytokine IL-1β. As a result, immune cells “lose the signal” and fail to mount an effective defense.
Conversely, when SIRT3 function is deficient, the intestine activates a “self-rescue mechanism,” rapidly replenishing NAD⁺ through alternative metabolic pathways. This activates immune responses, effectively restricting colorectal tumor growth while enhancing resistance to bacterial infections.
Importantly, analysis of the TCGA (The Cancer Genome Atlas) database showed that colorectal cancer patients with high SIRT3 expression in intestinal epithelial cells had significantly lower survival rates, further confirming the critical role of the SIRT3–NAD⁺ pathway in disease progression.
(2) The Core Pathway: The IEC–NAD⁺–T Cell Immune Regulatory Axis
Immune balance lies at the heart of intestinal health, and NAD⁺ serves as the key “signaling bridge” between intestinal epithelial cells and immune cells:Sebagai barisan pertahanan pertama penghalang usus, fungsi sel epitelium bergantung kepada bekalan NAD⁺ yang mencukupi.
When NAD⁺ levels are adequate, intestinal epithelial cells secrete pro-inflammatory factors such as IL-1β, which specifically activate the IL-1R1 receptor on T cells.
Receptor activation promotes the differentiation of IFN-γ–producing CD4⁺ T helper 1 (T_H1) cells and cytotoxic T lymphocytes (CTLs). These immune cells are the main forces responsible for eliminating tumor cells and combating infections.
Ini akhirnya membentuk rantaian peraturan lengkap:
Intestinal epithelial cells → NAD⁺ → IL-1β → T cell activation.
Kajian ini menunjukkan bahawa kekurangan SIRT3 menekan pertumbuhan kanser kolorektal tepat kerana ia meningkatkan paksi pengawalseliaan ini dengan meningkatkan tahap NAD⁺, membolehkan sel imun menyasarkan sel tumor dengan tepat. Sebaliknya, ekspresi berlebihan SIRT3 mengganggu laluan ini, membolehkan sel tumor mengelak pengawasan imun dan menghalang kawalan keradangan yang berkesan.
(3) Kerjasama Penting: Mikrobiota usus menyumbang kepada sintesis NAD⁺
Menariknya, penstrukturan semula metabolik NAD⁺ bukanlah usaha tunggal oleh sel epitelium usus. Mikrobiota usus memainkan peranan sokongan yang sangat penting:Mikroba usus menghasilkan metabolit yang dikenali sebagai asid 3-hidroksiantrilik (3-HA).
Selepas memasuki sel epitelium usus, 3-HA ditukar menjadi asid quinolinic (QA).
QA serves as an efficient precursor for NAD⁺ synthesis, enabling rapid NAD⁺ production via compensatory pathways in the absence of SIRT3 and providing sufficient “energy” for immune regulation.
Apabila penyelidik menghapuskan mikrobiota usus menggunakan antibiotik, peningkatan NAD⁺ dan kesan penekanan tumor yang berkaitan dengan kekurangan SIRT3 telah dilemahkan dengan ketara, secara langsung mengesahkan peranan penting mikrobiota usus dalam pemrograman semula metabolik NAD⁺.
BAHAGIAN 02
Satu Penemuan Saintifik: Hubungan Utama Antara Penstrukturan Semula Metabolik NAD⁺ dan Penyakit Usus
Through rigorous animal experiments, cellular studies, and clinical data analyses, the joint research team from Beijing Normal University and the Academy of Military Medical Sciences clearly elucidated the regulatory mechanisms of NAD⁺ metabolism in colorectal cancer and colitis. The key findings can be summarized as “one switch, one pathway, and one collaboration.”
(1) Suis Utama: Peraturan Dua Hala NAD⁺ oleh SIRT3
The study found that intestinal epithelial cells (IECs) express an enzyme called SIRT3, which acts as a “core switch” in NAD⁺ metabolism and is closely associated with the progression of colorectal cancer and colitis:When intestinal inflammation or tumors occur, SIRT3 expression in IECs is significantly upregulated, leading to a reduction in intracellular NAD⁺ levels and suppression of the pro-inflammatory cytokine IL-1β. As a result, immune cells “lose the signal” and fail to mount an effective defense.
Conversely, when SIRT3 function is deficient, the intestine activates a “self-rescue mechanism,” rapidly replenishing NAD⁺ through alternative metabolic pathways. This activates immune responses, effectively restricting colorectal tumor growth while enhancing resistance to bacterial infections.
Importantly, analysis of the TCGA (The Cancer Genome Atlas) database showed that colorectal cancer patients with high SIRT3 expression in intestinal epithelial cells had significantly lower survival rates, further confirming the critical role of the SIRT3–NAD⁺ pathway in disease progression.
(2) The Core Pathway: The IEC–NAD⁺–T Cell Immune Regulatory Axis
Immune balance lies at the heart of intestinal health, and NAD⁺ serves as the key “signaling bridge” between intestinal epithelial cells and immune cells:Sebagai barisan pertahanan pertama penghalang usus, fungsi sel epitelium bergantung kepada bekalan NAD⁺ yang mencukupi.
When NAD⁺ levels are adequate, intestinal epithelial cells secrete pro-inflammatory factors such as IL-1β, which specifically activate the IL-1R1 receptor on T cells.
Receptor activation promotes the differentiation of IFN-γ–producing CD4⁺ T helper 1 (T_H1) cells and cytotoxic T lymphocytes (CTLs). These immune cells are the main forces responsible for eliminating tumor cells and combating infections.
Ini akhirnya membentuk rantaian peraturan lengkap:
Intestinal epithelial cells → NAD⁺ → IL-1β → T cell activation.
Kajian ini menunjukkan bahawa kekurangan SIRT3 menekan pertumbuhan kanser kolorektal tepat kerana ia meningkatkan paksi pengawalseliaan ini dengan meningkatkan tahap NAD⁺, membolehkan sel imun menyasarkan sel tumor dengan tepat. Sebaliknya, ekspresi berlebihan SIRT3 mengganggu laluan ini, membolehkan sel tumor mengelak pengawasan imun dan menghalang kawalan keradangan yang berkesan.
(3) Kerjasama Penting: Mikrobiota usus menyumbang kepada sintesis NAD⁺
Menariknya, penstrukturan semula metabolik NAD⁺ bukanlah usaha tunggal oleh sel epitelium usus. Mikrobiota usus memainkan peranan sokongan yang sangat penting:Mikroba usus menghasilkan metabolit yang dikenali sebagai asid 3-hidroksiantrilik (3-HA).
Selepas memasuki sel epitelium usus, 3-HA ditukar menjadi asid quinolinic (QA).
QA serves as an efficient precursor for NAD⁺ synthesis, enabling rapid NAD⁺ production via compensatory pathways in the absence of SIRT3 and providing sufficient “energy” for immune regulation.
Apabila penyelidik menghapuskan mikrobiota usus menggunakan antibiotik, peningkatan NAD⁺ dan kesan penekanan tumor yang berkaitan dengan kekurangan SIRT3 telah dilemahkan dengan ketara, secara langsung mengesahkan peranan penting mikrobiota usus dalam pemrograman semula metabolik NAD⁺.
BAHAGIAN 03
Arah Terapeutik Baru: Mensasarkan Metabolisme NAD⁺ untuk Intervensi Ketepatan
Berdasarkan penemuan revolusioner ini, menyasarkan penstrukturan semula metabolik NAD⁺ telah muncul sebagai strategi baru yang menjanjikan untuk rawatan kanser kolorektal dan kolitis. Intervensi masa depan yang berpotensi termasuk:
Memodulasi aktiviti SIRT3: Menghalang SIRT3 untuk mengaktifkan laluan sintesis NAD⁺ yang dimediasi QA, sekali gus meningkatkan tindak balas imun usus dan menyediakan sasaran terapeutik baru untuk kanser kolorektal.
Melengkapkan prekursor NAD⁺: Suplemen yang sesuai dengan prekursor NAD⁺ seperti QA atau NMN (nicotinamide mononucleotide) untuk secara langsung meningkatkan tahap NAD⁺ intraselular dalam sel usus, menguatkan penghalang mukosa usus, dan menawarkan pilihan rawatan tambahan untuk pesakit kolitis.Mengawal mikrobiota usus: Mengoptimumkan komposisi mikrobiota usus melalui intervensi probiotik untuk meningkatkan penghasilan 3-HA, membekalkan bahan mentah yang mencukupi untuk sintesis NAD⁺, dan memperbaiki persekitaran metabolik usus di sumbernya.
Strategi-strategi ini mengatasi kekangan rawatan tradisional yang memfokuskan simptom dan sebaliknya menangani mekanisme penyakit pada tahap asas metabolisme sel dan pengawalan imun, menawarkan kemungkinan baru untuk terapi tepat penyakit usus.
BAHAGIAN 04
Bontac Bio: Membuka Potensi Kesihatan NAD⁺ Melalui Teknologi
As a national-level “Little Giant” enterprise specializing in biotechnology, Bontac Bio has long focused on the NAD⁺ field and is a pioneer in the NMN industry. Leveraging world-leading biocatalytic technologies and China’s first—and Guangdong Province’s only—provincial coenzyme engineering technology research center, Bontac Bio provides high-purity, high-activity NAD⁺ precursor ingredients.
Looking ahead, Bontac Bio will continue to closely follow scientific advances in NAD⁺ metabolism, drive continuous technological innovation, and fully unlock the health potential of this “molecule of life,” bringing new hope to patients with intestinal diseases.
Kesihatan usus adalah asas kepada kesihatan keseluruhan. Penemuan pemrograman semula metabolik NAD⁺ telah memperdalam pemahaman kita tentang rawatan penyakit usus. Daripada penyelidikan asas hingga aplikasi klinikal, Bontac Bio kekal komited kepada profesionalisme dan ketelitian saintifik, menyokong kemajuan dalam sains bioperubatan dan melindungi kesihatan awam.
