负载NAD(H)的纳米颗粒用于脓毒症的高效治疗
敗血症，以失調的感染反應為特徵，缺乏有效治療。NAD+ 在發炎中的作用仍不清楚。NAD+ 運輸挑戰限制了其治療效果。新型 NAD+ 載藥奈米粒子（NPs）直接將 NAD+ 送入細胞，揭示其強效的免疫調節作用。這些 NPs 抑制發炎、防止細胞損傷，並在維持免疫與血管平衡方面展現出治療嚴重敗血症的潛力。
1. NAD+ 與 NADH：細胞能量代謝的關鍵角色
NAD+ 和 NADH 是菸醯胺腺嘌呤二核苷酸的兩種形式，在細胞能量過程中扮演關鍵角色。這些分子作為多種代謝反應中的輔因子，穿梭電子並促進能量轉換。在糖解作用（細胞質中葡萄糖的分解）中，NAD+ 作為輔酶，接受電子和氫離子形成 NADH。此步驟對於以 ATP 形式產生能量並生成丙酮酸至關重要。
在細胞呼吸的後續階段，例如粒線體中的檸檬酸循環和氧化磷酸化，NADH 參與將電子傳遞至電子傳遞鏈（ETC），在其中能量被利用來合成 ATP。同時，NAD+ 被再生以繼續糖解循環，完成能量級聯反應。
圖1
圖 1 說明了這些代謝途徑，展示了涉及 NAD+ 和 NADH 的連續酶促反應。它們描繪了這些分子之間的轉換，闡明了它們在能量產生和細胞代謝相互作用中的關鍵作用。
2. NAD+ 與 NADH 的氧化還原功能：調控細胞氧化還原反應
除了能量相關的角色外，NAD+ 和 NADH 作為氧化還原反應中的輔酶，對維持細胞恆定至關重要。在這些過程中，NAD+ 作為氧化劑，接受電子和氫離子而被還原為 NADH。相反地，NADH 攜帶高能電子，作為還原劑，將這些電子捐贈給其他分子，再生 NAD+。
圖 2
這種氧化還原互變在各種細胞過程中發揮作用，包括脂肪酸和核苷酸等巨分子的生物合成（如圖 2 所示）。此外，它促進了活性氧（ROS）的解毒，否則這些活性氧可能造成細胞損傷。研究人員發現，涉及 NAD+ 和 NADH 的氧化還原反應說明了電子的轉移和細胞氧化還原平衡的維持。
3. 酶調控與 NAD+/NADH 比值：對細胞功能的影響
NAD+ 與 NADH 的比值是影響細胞功能的關鍵指標。參與代謝途徑的酶通常對該比值敏感，並相應地調節其活性。較高的 NAD+/NADH 比值通常表示細胞具有能量產生和合成代謝過程的能力。
例如，較高的比值促進參與氧化磷酸化的酶活性，驅動 ATP 合成。相反地，較低的比值通常對應於分解代謝過程，例如糖解作用。圖形或圖表等視覺表示，描繪 NAD+/NADH 比值與酶活性之間的關係，有助於深入了解這些輔酶如何調節細胞功能。
参考文献：
Ye M., Zhao Y., et. NAD(H)-loaded nanoparticles for efficient sepsis therapy via modulating immune and vascular homeostasis,Nature, 2023.
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