NMN改善線粒體健康

NMN改善線粒體健康，并不只是提升NAD+，背后還另有原因!

NAD+，相信大家都不陌生。它既是DNA修復系統的重要原料，又是細胞核與線粒體間的關鍵聯絡因子。

補充NAD+不僅可以為細胞補足動能，提高新陳代謝，還能誘導線粒體自噬，幫助維持線粒體正常功能。

作為NAD+的前體，大量實驗也已經證明，NMN是通過提升NAD+水平來抵抗變老。那么衰老導致的線粒體功能障礙，自然也不例外。

01 NMN可喚醒核苷酸的合成

但是近期，來自日本九州大學的科學家證明NMN能夠促進細胞發電結構---線粒體中核苷酸的合成。由于線粒體有自己的DNA，增加核苷酸的可用性可能提供一種增強線粒體DNA合成和復制的方法，這對線粒體健康很重要。

那也表明了NMN可以不依賴于NAD+，而是通過另外的代謝途徑來改善線粒體健康。而這就意味相比于其他NAD+前體，NMN對于改善線粒體健康或許有著更好的效果。

為了增加我們對NMN如何通過改善線粒體健康提供抵抗變老益處的理解，研究人員分析了來自人類腎細胞線粒體的代謝副產物（代謝物）。首先用2.5毫摩爾濃度的NMN處理了HEK293腎細胞，持續3天，之后測量線粒體的代謝物。

結果顯示，與氨基酸、核苷酸和煙酸代謝相關的途徑，在細胞內和線粒體內都被喚醒了。

其中核苷酸的合成途徑包括從頭合成和補救合成兩種，在HEK293腎細胞中通常采用從頭合成途徑。

為了確定NMN喚醒的是哪類核苷酸的合成，研究人員采用mtDNA抑制劑ddC和ddI來處理腎細胞。結果顯示，補充NMN后，嘧啶核苷酸的比例是高于嘌呤核苷酸的，這表明NMN可以促進嘧啶核苷酸的從頭合成。

02 NMN處理后腎細胞代謝的變化

搞清楚了NMN喚醒的代謝途徑，研究人員決定繼續順藤摸瓜。其中位于線粒體內膜的二氫乳清酸脫氫酶（DHODH）將泛醌（ubiquinone，也稱輔酶Q）用作電子受體，負責催化嘧啶核苷酸合成途徑的第四步反應，氧化為乳清酸（OA）。之后研究人員發現經過NMN處理后乳清酸水平出現了上升，并且與濃度成正比。但他們發現，用于催化的DHODH的基因表達并沒有變化，這說明一定存在其他分子參與了催化。

為了進一步研究其原因，研究人員用穩定同位素標記了泛醌的前體，結果顯示NMN處理后帶同位素標記的泛醌水平隨時間推移而增加，說明NMN能喚醒泛醌的合成，從而促進乳清酸的催化。在隨后的動物實驗中，他們持續向14周齡的小鼠注射5天500mg/kg/天的NMN，發現小鼠心、肝、脾、腎中的NAD+水平都出現了提升，但是泛醌水平卻沒有上升。于是，他們采用了相同的方案，但將14周齡的小鼠換成了56周齡的老年小鼠，結果顯示心、腎的NAD+水平上升，但肝臟中的NAD+水平沒有變化。線粒體內的泛醌水平也有提升，這說明注射NMN可增加心肌和腎臟等線粒體需求量高的組織中的泛醌，從而改善線粒體的健康，延緩衰老。

在進一步研究之前，我們要知道每個細胞內是存在數百到數千個拷貝，但在衰老的過程中，拷貝會逐漸減少，進而影響到氧化磷酸化等正常的生命活動，因此，調控mtDNA的復制是延緩線粒體衰老的關鍵。

衡量線粒體活性比較重要的特征就是線粒體DNA（mtDNA）的數量。