背景及概述^[1.3]

煙酰胺單核苷酸是煙酰胺磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(Nampt)反應的產(chǎn)物，是NAD+的關(guān)鍵前體之一。在哺乳動物體內(nèi)，煙酰胺單核苷酸由煙酰胺(Nicotinamide，Nam)在Nampt的催化下生成，隨后煙酰胺單核苷酸在煙酰胺單核苷酸腺苷轉(zhuǎn)移酶(Nmnat)的催化下生成NAD+。細胞外NMN需要去磷酸轉(zhuǎn)化為煙酰胺核苷(Nicotinamideriboside，NR)才能進入肝細胞內(nèi)部，進入胞內(nèi)后，NR在煙酰胺核苷激1(NRK1)的作用下磷酸化生成NMN，隨后NMN和ATP結(jié)合生成NAD+。NMN在人體內(nèi)通過轉(zhuǎn)化為NAD+來發(fā)揮其生理功能，如激活NAD+底物依賴性酶Sirt1(組蛋白脫乙酰酶，又稱沉默調(diào)節(jié)蛋白)、調(diào)節(jié)細胞存活和死亡、維持氧化還原狀態(tài)等。近期研究發(fā)現(xiàn)，通過調(diào)節(jié)生物體內(nèi)NMN的水平，對心腦血管疾病、神經(jīng)退行性病及老化退行性疾病等有較好的治療和修復作用；另外，NMN還可通過參與和調(diào)節(jié)機體的內(nèi)分泌，起到保護和修復胰島功能，增加胰島素的分泌，防治糖尿病和肥胖等代謝性疾病的作用。

治療作用^[1]

1. 煙酰胺單核苷酸緩解和改善缺血性心腦組織損傷

1）NMN對腦卒中的治療作用：腦卒中，是一種由腦部血液循環(huán)障礙引起的急性腦血管病，具有較高的死亡率和致殘率，嚴重威脅人類健康。研究發(fā)現(xiàn)，NMN可通過激活Nampt-NAD+防御系統(tǒng)，保護腦神經(jīng)和促進血管及神經(jīng)再生，對腦出血及腦出血轉(zhuǎn)化造成的神經(jīng)損傷均有較好保護作用，是潛在的抗卒中治療藥物。Park[2]等通過分析煙酰胺單核苷酸在腦組織中的代謝過程發(fā)現(xiàn)，煙酰胺單核苷酸通過改善缺血后組織的生物能量代謝防止腦缺血誘導的神經(jīng)細胞凋亡，并促進腦缺血后的神經(jīng)再生，因此煙酰胺單核苷酸對缺血性腦損傷有強保護作用。對于出血性腦損傷，提高煙酰胺單核苷酸水平可以降低梗死組織中血紅蛋白含量，減輕出血和水腫，降低由氧化應激造成的腦組織氧化毒性損傷。

2）煙酰胺單核苷酸對心臟缺血再灌注的治療作用：心臟缺血后再灌注是一種危及生命的缺血性損傷，該過程伴隨不可避免的心肌細胞死亡和嚴重臟器功能障礙。缺血預處理(Ischemicpreconditioning，IPC)是一種通過激活Sirt1介導的內(nèi)源性防御機制，可保護短暫缺血再灌注過程心肌活力。研究表明，NMN可通過模擬IPC的保護作用保護心臟。缺血后心臟中的NAD+含量降低，外源性NMN可增加心臟中的NAD+和NADH含量，減少梗塞面積，且數(shù)據(jù)顯示NMN減少梗死面積的大小與Sirt1表達水平正相關(guān)。此外，心臟中Nampt的表達水平在病理條件下會下調(diào)，如缺血、缺血再灌注和壓力過載，進而影響了NAD+的生物合成，破壞了Sirt1活性的調(diào)節(jié)機制，導致了壓力超負荷小鼠心肌細胞凋亡，心臟代償失調(diào)。研究表明，在心臟衰竭的模型小鼠中，NMN治療恢復了心肌細胞中的NAD+水平，提高了Sirt1的脫乙酰酶活性和與絲裂霉素功能相關(guān)的基因表達水平。

2. 煙酰胺單核苷酸改善氧化相關(guān)的退行性疾病和身體機能障礙

1）煙酰胺單核苷酸對阿爾茨海默氏病的治療作用：隨著社會老齡化趨勢的加速，阿爾茨海默病(Alzheimer’sdisease，AD)的發(fā)病率逐年上升。該病是一種中樞神經(jīng)系統(tǒng)性病變，以認知功能障礙和記憶損害為主要特征。線粒體結(jié)構(gòu)和功能的異常是AD的發(fā)病因素之一，而煙酰胺單核苷酸促進線粒體的能量代謝，對改善認知功能和記憶功能具有重要作用。研究發(fā)現(xiàn)，當提高機體內(nèi)煙酰胺單核苷酸水平后，NAD+可用性隨即增高，提高了線粒體耗氧速率(OCR)，促進了線粒體的融合，減少裂變趨勢，使線粒體在海馬亞區(qū)域產(chǎn)生更長的線粒體，從而改善線粒體的呼吸功能。β-淀粉樣蛋白寡聚體(Amyloidβprotein，Aβ)被認為是導致AD的主要神經(jīng)毒劑。研究發(fā)現(xiàn)，煙酰胺單核苷酸通過改善能量代謝，抑制氧化應激，改善了由Aβ1-42低聚體導致的阿爾茨海默病大鼠的認知和記憶功能，恢復了NAD+和ATP的水平，減少AD小鼠海馬切片中ROS(活性氧簇)的積累。研究發(fā)現(xiàn)，煙酰胺單核苷酸通過激活c-Jun氨基末端激酶(JNK)，改善了AD小鼠的行為認知障礙，抑制了β-淀粉樣蛋白生成，減輕了神經(jīng)系統(tǒng)淀粉樣斑塊負荷、突觸損傷和炎癥反應。以上實驗表明，煙酰胺單核苷酸可作為治療AD的潛在藥物。

2）煙酰胺單核苷酸對帕金森病的治療作用：帕金森病(Parkinson’sdisease，PD)以運動遲緩、靜止性震顫、強直、步態(tài)姿勢異常等運動癥狀和嗅覺減退、焦慮抑郁、便秘等非運動癥狀為主要臨床表現(xiàn)，是一種多發(fā)生于老年人的中樞神經(jīng)系統(tǒng)變性疾病。該病的發(fā)病機制較為復雜，仍未明了，所以幾乎沒有有效的治療方法。研究表明：煙酰胺單核苷酸可以提高神經(jīng)細胞存活率，減少細胞凋亡，恢復NAD+和ATP水平，抑制細胞凋亡，抵御能量損傷，改善線粒體抑制劑誘導的能量代謝障礙。相比阿爾茨海默病，煙酰胺單核苷酸對帕金森病的影響研究較少，需要更多的體內(nèi)實驗數(shù)據(jù)以證明其有效性。

3）煙酰胺單核苷酸對血管障礙的治療作用：與老齡化相關(guān)的另一類嚴重威脅健康的疾病是心血管疾病(Cardiovasculardiseases，CVD)，它具有發(fā)病率高、致殘率高、危害人群廣等特點。這類疾病主要是由于機體老化后，氧化系統(tǒng)和抗氧化系統(tǒng)失衡，血管中超氧化物堆積造成了機體氧化損傷。研究發(fā)現(xiàn)，補充NMN可以降低血管氧化應激，改善主動脈硬化和血管功能障礙；補充煙酰胺單核苷酸可以減少整個血管中膠原蛋白的積累，增加動脈彈性蛋白積累，降低動脈硬化，延緩隨著年齡的增長而發(fā)生的動脈老化。煙酰胺單核苷酸主要通過增加血管系統(tǒng)中的NAD+生物利用度，恢復動脈中Sirt1的活性，改善由老化導致的內(nèi)皮功能障礙和大型彈性動脈硬化。煙酰胺單核苷酸也可以通過增強三羧酸循環(huán)和電子傳遞鏈的代謝通量，減少細胞中活性氧的積累，以及增加NADPH(還原態(tài)煙酰胺腺嘌呤二核苷磷酸)水平，維持谷胱甘肽和硫氧還原蛋白抗氧化系統(tǒng)。另外，煙酰胺單核苷酸還可以改善血漿中脂質(zhì)分布和維持血糖水平，從而改善血管功能。

4）煙酰胺單核苷酸對急性腎損傷的治療作用：急性腎損傷(Acutekidneyinjury，AKI)的發(fā)病率和死亡率逐年上升，已經(jīng)越來越引起人們重視。研究表明，Sirt1和NAD+的水平隨著年齡增長而降低；老年生物體腎臟中的NAD+和Sirt1減少會導致AKI的易感性增加；補充煙酰胺單核苷酸可以保護小鼠免受順鉑(可用于抑制DNA的復制)誘導的AKI；NAD+/Sirt1保護腎的機制涉及JNK途徑的表觀遺傳調(diào)控；在體外，Sirt1通過調(diào)節(jié)JNK信號通路來減弱應激反應。在老年人中內(nèi)源性NAD+被認為是AKI的潛在治療靶點，通過補充NAD+的中間體煙酰胺單核苷酸是一個好的治療策略。

5）煙酰胺單核苷酸延緩衰老作用：研究發(fā)現(xiàn)，煙酰胺單核苷酸能夠顯著改善小鼠與年齡相關(guān)的生理衰退，如抑制年齡相關(guān)的體重增加，增強能量代謝，改善胰島素敏感性和血漿中脂質(zhì)分布，改善眼部功能；煙酰胺單核苷酸通過組織特異性方式預防年齡相關(guān)的基因表達變化，并且增強骨骼肌中的線粒體的氧化代謝，至少部分地介導其抗衰老作用。

研究表明，在大鼠體內(nèi)，作為抗老化候選化合物的煙酰胺單核苷酸比Nam保留時間長。因為Nampt被NAD+抑制，Nam不通過Nam→NMN→NAD+途徑轉(zhuǎn)化為NAD+，而是通過Nam→煙酸(NiA)→煙酸單核苷酸(NaMN)→煙酸腺嘌呤二核苷酸(NaAD)→NAD+途徑制備NAD+；另一方面，來自煙酰胺單核苷酸的NAD+合成不受細胞NAD+水平的調(diào)節(jié)，因此NAD+的增加更為容易。根據(jù)代謝控制機制和許多關(guān)于煙酰胺單核苷酸的報道，煙酰胺單核苷酸作為NAD+前體可能比Nam更有效。因為Sirt1是NAD+依賴性酶，所以補充煙酰胺單核苷酸加速了NAD+的補救生物合成的周轉(zhuǎn)，從而激活了Sirt1反應。Sirt1可以誘導DNA沉默，有助于抗衰老和延長壽命。除了哺乳動物外，有研究還表明，增強NAD+生物合成可以延長酵母、蠕蟲和蒼蠅的壽命。

6）煙酰胺單核苷酸對視力退行性疾病的治療作用：視力礙的原因復雜多樣，但光感受器死亡是多種致盲疾病的終點。光感受器構(gòu)成神經(jīng)感覺視網(wǎng)膜中的重要部分，該視網(wǎng)膜是身體中最具代謝活性的組織之一。研究表明，視網(wǎng)膜功能障礙的多個小鼠模型(光誘導的變性、鏈脲霉素誘導的糖尿病性視網(wǎng)膜病變和年齡相關(guān)的視網(wǎng)膜功能障礙)都表現(xiàn)出早期視網(wǎng)膜NAD+缺乏，而NAD+不僅在三羧酸循環(huán)和糖酵解的各個步驟中都執(zhí)行輔酶功能，還能保持的Sirt3活性。Sirt3和Sirt5在視網(wǎng)膜穩(wěn)態(tài)中起重要作用，NAD+的缺乏引起多種礙)，而且不能適當?shù)貙Υx應激做出反應，這最終導致了光感受器的死亡和視網(wǎng)膜變性。研究者發(fā)現(xiàn)，補充煙酰胺單核苷酸可恢復小鼠正常的基礎(chǔ)糖酵解功能、線粒體功能和適應代謝應激的能力，減少感

光細胞死亡，顯著改善暗視力和視網(wǎng)膜功能。這些結(jié)論支持了使用NAD+中間體煙酰胺單核苷酸治療視網(wǎng)膜退行性疾病的可能性，為眼科退行性疾病確定了統(tǒng)一的治療靶點，并提供了有力的治療途徑。由于它可以針對具有多種致病機制的多種疾病進行實施，因此一旦成功實施，這種治療策略的影響將是深遠的。

3. 煙酰胺單核苷酸對代謝性疾病的治療作用

1）煙酰胺單核苷酸對2型糖尿病的治療作用：慢性炎癥是造成2型糖尿病(T2DM)中胰島β細胞衰竭的重要因素，暴露于促炎細胞因子如白細胞介素1β(Interleukin1β，IL1β)；腫瘤壞死因子α(Tumornecrosisfactorα，TNFα)，可導致胰島β細胞死亡并抑制胰島素分泌。由于胰腺缺乏iNAMPT(胞內(nèi)Nampt)，所以胰島依賴循環(huán)eNAMPT(胞外Nampt)來刺激胰島素分泌。煙酰胺單核苷酸可以恢復eNampt水平，逆轉(zhuǎn)胰島素分泌受損狀態(tài)，保護胰島免受促炎因子的負面影響。研究發(fā)現(xiàn)，煙酰胺單核苷酸可以改善高果糖組(FRD)小鼠的胰島功能障礙，逆轉(zhuǎn)FRD和促炎細胞因子介導的編碼胰島標記基因表達的變化，降低促炎因子的表達，恢復胰島素分泌，改善細胞因子Nampt介導的胰島功能障礙。綜合來看，煙酰胺單核苷酸改善FRD小鼠的胰島功能，與參與葡萄糖代謝、抗炎和凋亡過程的基因表達的有益變化相關(guān)。

2）煙酰胺單核苷酸對肥胖的治療作用：肥胖與2型糖尿病的發(fā)展密切相關(guān)。2型糖尿病主要由于胰島未能產(chǎn)生足夠的胰島素和葡萄糖代謝組織對胰島素的敏感性降低。肥胖導致脂肪組織功能失調(diào)，促炎細胞因子釋放增加，脂肪合成酶分泌增多，這些都促使胰島β細胞損傷。煙酰胺單核苷酸通過催化哺乳動物NAD+的生物合成，改善胰島功能障礙，恢復胰島素分泌。研究發(fā)現(xiàn)，Nampt和NMN對人胰島β細胞的活力沒有直接影響，也不會使其凋亡，但能強化葡萄糖刺激的胰島素分泌，提高了NAD+的水平。運動是抵抗肥胖的有效手段，這是由于運動導致NAD+水平上升，增強了線粒體能量代謝。而煙酰胺單核苷酸也可以提高NAD+的水平，因此理論上施用煙酰胺單核苷酸可以達到與運動同樣的減肥效果。

應用^[1]

1. NMN在醫(yī)學保健方面的應用

鑒于上述NMN的生物活性，開發(fā)以NMN為活性成分的藥物成為一個醫(yī)學熱點。美國的Huizenga發(fā)明了一組包含NAD+、NMN、NR等活性成分的組合物，可用于抗衰老和抗氧化治療。吉田大學的Akihiro等發(fā)明了NMN和NR及其鹽類為原料的藥物，可用于治療角膜障礙。華盛頓大學的Imai研發(fā)了用于改善年齡相關(guān)的肥胖癥、高血脂、2型糖尿病的治療方法和以NMN為活性成分的藥物Douglas等發(fā)明了評估和治療血管內(nèi)皮障礙的方法和以NMN作為活性成分的藥物。Michael等研發(fā)了NMN調(diào)節(jié)劑(一種神經(jīng)保護藥物)，可用于治療神經(jīng)變性疾病。

國內(nèi)對于NMN的應用研究主要有：邦泰生物工程(深圳)有限公司的付榮昭等人發(fā)明了以一種NMN為活性成分的治療動脈硬化和心血管疾病的藥物、一種添加NADH和NMN的治療帕金森病的藥物、一種含NMN抗衰老美容護膚品組合物和一種使用NMN來制備的抗衰老藥物；解放軍第二軍醫(yī)大學的繆朝玉將NMN作為活性藥物成分，和藥學上可接受的輔料制備成藥物組合物，用于促腦缺血后神經(jīng)再生藥物。

2. NMN在食品中的應用

NMN在天然食物中廣泛存在，蔬菜、真菌、肉類和蝦中都發(fā)現(xiàn)了NMN。通過新型酶偶聯(lián)技術(shù)還發(fā)現(xiàn)人乳和驢乳中存在NMN，人乳中含量較高。加工特性研究發(fā)現(xiàn)，NMN在水中或乳中，75℃處理5min，活性穩(wěn)定；95℃處理5min后活性損失約20%，這表明在巴氏殺菌乳中添加NMN具備理論的可行性。另有口服實驗表明，服食較低濃度的NMN，30min內(nèi)NMN可以被快速吸收，有效地轉(zhuǎn)運到血液循環(huán)，并立即轉(zhuǎn)化為主要代謝組織中的NAD+。此外，在持續(xù)12月的干預期中，NMN未顯示任何明顯的毒性和致死率，也沒有嚴重的副作用，具有較高的食品安全性。目前，日本的Megumi開發(fā)了NMN與白藜蘆醇的食物組合物。白藜蘆醇是一種天然多酚類化合物，可作用為雌激素，具有抗氧化、抗菌、抑制酪氨酸酶的活性、改善代謝綜合征、延長壽命的作用。實驗證明，該食物組合物可以降低血液中總膽固醇含量，減少心肌梗塞的發(fā)病率；降低低密度脂蛋白含量；減少血液中尿酸含量和中性脂肪如甘油三酯含量。以NMN為活性成分的功能性食品有著很大的開發(fā)潛力，但有關(guān)NMN的人體實驗數(shù)據(jù)較少，人體耐受劑量及耐受時間少見報道，因此，關(guān)于NMN的人體安全性仍需要進一步探索。

在保健食品方面，以NMN為活性成分，付榮昭發(fā)明了可用于改善動脈硬化和心血管疾病的保健品、可用于改善帕金森病的保健品和用于抗衰老的保健品。我國對于NMN的應用現(xiàn)階段仍集中在醫(yī)學方面，在食品的應用處于空白階段。隨著對于NMN安全性的進一步揭示，相信未來會有更多添加NMN的食品或保健品造福人類生活。

制備^[1]

一種制備煙酰胺單核苷酸的新方法。該方法包括以下步驟：

a、縮合：煙酸乙酯、四乙酰核糖和催化劑在溶劑中進行縮合反應，反應結(jié)束后得到含有煙酸乙酯三乙酰核苷的溶液；

b、脫乙?；翰襟Ea含有煙酸乙酯三乙酰核苷的溶液經(jīng)有機堿處理，反應結(jié)束后經(jīng)后處理得到煙酸乙酯核苷鹽；

c、磷酸化：步驟b煙酸乙酯核苷鹽與三氯氧磷在溶劑中進行反應，反應結(jié)束后經(jīng)后處理得到含有5’-煙酸乙酯單核苷酸的溶液；

d、氨解：步驟c含有5’-煙酸乙酯單核苷酸的溶液中通入氨氣進行氨解，得到β-煙酰胺單核苷酸銨鹽粗品，粗品再經(jīng)后處理得到煙酰胺單核苷酸。

主要參考資料

[1] 煙酰胺單核苷酸的研究及應用進展

[2] CN201810835636.6制備β-煙酰胺單核苷酸或β-煙酰胺核糖的方法

[3] 煙酰胺單核苷酸腺苷酰轉(zhuǎn)移酶1（NMNAT1）對MES23.5帕金森病細胞模型的保護作用