NMN定义

烟酰胺单核苷酸（β-Nicotinamide mononucleotide，NMN）天然存在于所有生命形式的每个活细胞中。在分子水平上，它属于一类核苷酸，核苷酸是RNA和DNA组成单位。在结构上，NMN由三个主要化学基团组成：磷酸基团、核糖和烟酰胺碱（如图1）。NMN有二种不规则存在形式，α-和β-，β-异构体是NMN的活性形式；NMN化学式为C11H15N2O8P，分子量334.221。NMN易溶于水，非油溶性。

图1. NMN的化学结构式和球棍模型（图源：互联网）

NMN是 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+，又称辅酶I）合成的关键前体，它直接转化为NAD+以提高其水平。因此，NMN有时被称为NAD+增强剂（如图2）。NAD+存在于有机体的每个细胞中充当辅酶，参与能量代谢，基因表达和线粒体功能调节等重要过程2,3。一些证据表明，补充NAD+前体（包括NMN）可以增加NAD+的合成，这可能对整体健康和衰老产生积极影响2。 

图2. NAD+由NMN生物合成（图源：互联网）

由于NAD+这种重要化合物的产量减少和消耗增加，其水平自然会随着年龄的增长而下降。NAD+不足可能会对衰老过程中的健康状况产生负面影响，并可能增加与年龄相关的疾病的风险，如2型糖尿病和老年痴呆（阿尔茨海默病）4。

了解NMN有关产品形式、服用注意事项和购买路径等，可点击：烟酰胺单核苷酸（概述）>>

NMN来源

2.1.内源性合成：

NMN是天然存在的物质，由体内的B族维生素产生，通常有二条合成路径：一分子烟酰胺（NAM，维生素B3衍生物）和一分子5-磷酸核糖基-1-焦磷酸（PRPP）在烟酰胺磷酸核糖转移酶（NAMPT）催化作用下生成一分子NMN和一分子焦磷酸（PPi）。此外，一分子烟酰胺核糖（NR）在烟酰胺核苷激酶（NRK）催化下磷酸化生成一分子NMN5。如图3。

“NAMPT”是NAD+产生过程中的限速酶，它在体内无所不在，但组织间表达水平存在较大差异。因此，较低水平的NAMPT会导致NMN产量下降，造成NAD+水平降低5。补充NMN等前体分子也可以加快NAD+的产生。

图3. NMN体内合成（图源：互联网）

2.2.食物来源：

NMN在果蔬、肉类等许多食物中都广泛存在，只是含量极少、差别大6，如下表：

NMN在一些常见食物的含量

口服NMN在体内摄取

曾经认为NMN在进入细胞之前必须改变，但新的证据表明，它可以通过某些细胞膜中的特异性转运蛋白直接进入细胞7，已知有两种进入细胞的方式：

3.1. 通过转运体直接进入细胞：2019年《自然-代谢》(Nat Metab)上的一篇文献证实，小鼠小肠内有一种名为Slc12a8的特异性转运蛋白，对NMN有很高的选择性，且不转运与NMN结构相似的NaMN7。

3.2. 通过细胞膜表面的CD73去磷酸化为NR（通过平衡核苷转运蛋白ENTs）进入细胞内，随后再通过细胞质的NRK酶催化为NMN，进入线粒体被利用（线粒体无NRK）8。

烟酰胺（NAM）既是NMN的前体，又是NAD+经NADase活性消耗途径CD38水解后的产物。因此，NAD+的合成、利用、再生是一个涉及胞内胞外的NMN/NR→NAD+→NAM→NMN的循环。如图4所示。

图4. NMN如何进入细胞（图源：互联网）

虽然不能在血清中检测到完整结构的NMN，但喂食NMN后可很快（15min）提高雌性、雄性小鼠的肝脏NAD+水平9，如图5。

图5. 喂食小鼠NMN后15分内可增加肝脏NAD+水平（图源：Yoshino J et al 2011）

此外，注射NMN会导致身体许多区域的NAD+增加，包括胰腺、脂肪组织、心脏、骨骼肌、肾脏、睾丸、眼睛和血管等10。

补充NMN提高NAD+水平

NMN分子比NAD+小，可以更有效地被细胞吸收。NAD+不能轻易进入细胞，因为细胞膜提供了屏障，在没有转运蛋白的情况下可阻止离子、极性分子和大分子进入。随着时间的推移，正常细胞功能消耗NAD+供应，细胞内NAD+浓度随着衰老而降低。人们认为通过补充NAD+前体可以恢复NAD+的健康水平。然而，根据研究，NMN和烟酰胺核糖（NR）等前体被视为NAD+产生的补充，从而增加NAD+的浓度11。

著名的哈佛大学NAD+研究者David Sinclair表示，“直接给生物体喂食或给予NAD+不是一个切实可行的选择。NAD+分子无法轻易穿过细胞膜进入细胞，因此无法对代谢产生积极影响。相反，必须使用NAD+的前体分子来提高NAD+的生物利用水平。”这意味着NAD+不能用作直接补充剂，因为它不容易被吸收。NAD+前体比NAD+更容易被吸收，是更有效的补充剂11。

体内如何合成NAD+

机体可从较小的成分或前体中自然产生NAD+。体内存在五种主要的NAD+前体：色氨酸、烟酰胺（Nam）、烟酸（NA）、烟酰胺核糖（NR）和烟酰胺单核苷酸（NMN）。其中，NMN代表NAD+合成的最后步骤12,13。

这些前驱物都可以来自饮食中。Nam、NA和NR都是维生素B3的形式，维生素B3是一种重要的营养素。一旦进入体内，细胞就可以通过几种不同生化途径合成NAD+。生化途径相当于工厂生产线，多条生产线都能生产出相同的产品即NAD+。

这些途径中的第一条被称为从头途径（De novo）。从头是一个拉丁语表达，相当于“从头开始”。从头途途径始于最早的NAD+前体色氨酸，并从那里向上构建12,13。如图6。

第二条路径称为挽救途径。挽救途径类似于回收，因为它从NAD+降解的产物中产生NAD+。体内的所有蛋白质都需要定期降解，以防止它们积累到不健康的程度。作为这个生产和降解循环的一部分，酶会获取蛋白质降解的一些结果，并将其直接放回同一蛋白质的生产线12,13。如图6。

图6. NAD+在体内的三种生物合成途径（图源：互联网）

NMN增加NAD+的必要性

研究发现，NAD+是体内最丰富的、生命活动所必需的分子之一。NAD+是一种辅酶，是细胞内的各种酶发挥作用所需的“辅助”分子。酶是一种特殊类型的蛋白质，能使化学反应更快。如果没有酶，生命很可能不存在。

重要的是，随着年龄的增长，以及在肥胖、心血管疾病、神经退行性疾病和少肌症（与年龄相关的肌肉萎缩）等慢性疾病的情况下，NAD+都会下降。因此，补充NMN等NAD+前体以恢复NAD+水平，有可能减轻衰老的不良影响，甚至预防或逆转慢性疾病。目前，越来越多的科学证据支持在动物模型和人类中提高NAD+的抗衰老和促进健康老化作用。

6.1.NAD+激活Sirtuins

NAD+为一类关键的酶提供燃料，这种酶被称为Sirtuins（又称长寿蛋白）。有些研究人员认为Sirtuins是 “细胞守护者”，因为它们在修复DNA和支持线粒体健康方面发挥着积极作用14。线粒体是细胞的动力来源，为生命体活动提供绝大部分的能量（ATP）。不健康的线粒体产生较少的ATP，从而导致细胞死亡。由于过度的DNA损伤也会导致细胞死亡，Sirtuins通过修复DNA和保持线粒体的原始状态来促进细胞存活14,15。

图7. Sirtuins与健康长寿关系（图源：互联网）

除了NMN，多酚类（促进长寿的植物化学素如白藜芦醇）、运动和热量限制（如各种间歇性断食）15，在非营养不良的情况下摄入更少的热量也可以提高NAD+水平并激活Sirtuins，见图7。在小鼠中，由于热量限制而增加的NAD+和Sirtuin活性已被证明可以减缓衰老过程16。除了提高细胞存活率和保护DNA（基因组稳定性）外，Sirtuins还提供多种益处。Sirtuins通过改善胰腺的胰岛素分泌、促进肝脏的脂肪代谢和提高肝脏葡萄糖的产生来预防糖尿病和脂肪肝；Sirtuins还可以防止肌肉减少、神经退行性变和脂肪组织增加17。