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(yīng)的產(chǎn)物，是NAD+的關(guān)鍵前體之一。在哺乳動(dòng)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(xì)胞外NMN需要去磷酸轉(zhuǎn)化為煙酰胺核苷(Nicotinamideriboside，NR)才能進(jìn)入肝細(xì)胞內(nèi)部，進(jìn)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(guò)轉(zhuǎn)化為NAD+來(lái)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(xì)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(guò)調(diào)節(jié)生物體內(nèi)NMN的水平，對(duì)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(fù)作用；另外，NMN還可通過(guò)參與和調(diào)節(jié)機(jī)體的內(nèi)分泌，起到保護(hù)和修復(fù)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(duì)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(yán)重威脅人類(lèi)健康。研究發(fā)現(xiàn)，NMN可通過(guò)激活Nampt-NAD+防御系統(tǒng)，保護(hù)腦神經(jīng)和促進(jìn)血管及神經(jīng)再生，對(duì)腦出血及腦出血轉(zhuǎn)化造成的神經(jīng)損傷均有較好保護(hù)作用，是潛在的抗卒中治療藥物。Park[2]等通過(guò)分析煙酰胺單核苷酸在腦組織中的代謝過(guò)程發(fā)現(xiàn)，煙酰胺單核苷酸通過(guò)改善缺血后組織的生物能量代謝防止腦缺血誘導(dǎo)的神經(jīng)細(xì)胞凋亡，并促進(jìn)腦缺血后的神經(jīng)再生，因此煙酰胺單核苷酸對(duì)缺血性腦損傷有強(qiáng)保護(hù)作用。對(duì)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(yīng)激造成的腦組織氧化毒性損傷。

2）煙酰胺單核苷酸對(duì)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(guò)程伴隨不可避免的心肌細(xì)胞死亡和嚴(yán)重臟器功能障礙。缺血預(yù)處理(Ischemicpreconditioning，IPC)是一種通過(guò)激活Sirt1介導(dǎo)的內(nèi)源性防御機(jī)制，可保護(hù)短暫缺血再灌注過(guò)程心肌活力。研究表明，NMN可通過(guò)模擬IPC的保護(hù)作用保護(hù)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(dá)水平正相關(guān)。此外，心臟中Nampt的表達(dá)水平在病理?xiàng)l件下會(huì)下調(diào)，如缺血、缺血再灌注和壓力過(guò)載，進(jìn)而影響了NAD+的生物合成，破壞了Sirt1活性的調(diào)節(jié)機(jī)制，導(dǎo)致了壓力超負(fù)荷小鼠心肌細(xì)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(fù)了心肌細(xì)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(dá)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(jī)能障礙

1）煙酰胺單核苷酸對(duì)阿爾茨海默氏病的治療作用：隨著社會(huì)老齡化趨勢(shì)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(rèn)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(jìn)線粒體的能量代謝，對(duì)改善認(rèn)知功能和記憶功能具有重要作用。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)提高機(jī)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(jìn)了線粒體的融合，減少裂變趨勢(shì)，使線粒體在海馬亞區(qū)域產(chǎn)生更長(zhǎng)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(rèn)為是導(dǎo)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(guò)改善能量代謝，抑制氧化應(yīng)激，改善了由Aβ1-42低聚體導(dǎo)致的阿爾茨海默病大鼠的認(rèn)知和記憶功能，恢復(fù)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(guò)激活c-Jun氨基末端激酶(JNK)，改善了AD小鼠的行為認(rèn)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(fù)荷、突觸損傷和炎癥反應(yīng)。以上實(shí)驗(yàn)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(duì)帕金森病的治療作用：帕金森病(Parkinson’sdisease，PD)以運(yùn)動(dòng)遲緩、靜止性震顫、強(qiáng)直、步態(tài)姿勢(shì)異常等運(yùn)動(dòng)癥狀和嗅覺(jué)減退、焦慮抑郁、便秘等非運(yùn)動(dòng)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(jī)制較為復(fù)雜，仍未明了，所以幾乎沒(méi)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(xì)胞存活率，減少細(xì)胞凋亡，恢復(fù)NAD+和ATP水平，抑制細(xì)胞凋亡，抵御能量損傷，改善線粒體抑制劑誘導(dǎo)的能量代謝障礙。相比阿爾茨海默病，煙酰胺單核苷酸對(duì)帕金森病的影響研究較少，需要更多的體內(nèi)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以證明其有效性。

3）煙酰胺單核苷酸對(duì)血管障礙的治療作用：與老齡化相關(guān)的另一類(lèi)嚴(yán)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(diǎn)。這類(lèi)疾病主要是由于機(jī)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(jī)體氧化損傷。研究發(fā)現(xiàn)，補(bǔ)充N(xiāo)MN可以降低血管氧化應(yīng)激，改善主動(dòng)脈硬化和血管功能障礙；補(bǔ)充煙酰胺單核苷酸可以減少整個(gè)血管中膠原蛋白的積累，增加動(dòng)脈彈性蛋白積累，降低動(dòng)脈硬化，延緩隨著年齡的增長(zhǎng)而發(fā)生的動(dòng)脈老化。煙酰胺單核苷酸主要通過(guò)增加血管系統(tǒng)中的NAD+生物利用度，恢復(fù)動(dòng)脈中Sirt1的活性，改善由老化導(dǎo)致的內(nèi)皮功能障礙和大型彈性動(dòng)脈硬化。煙酰胺單核苷酸也可以通過(guò)增強(qiáng)三羧酸循環(huán)和電子傳遞鏈的代謝通量，減少細(xì)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(duì)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(lái)越引起人們重視。研究表明，Sirt1和NAD+的水平隨著年齡增長(zhǎng)而降低；老年生物體腎臟中的NAD+和Sirt1減少會(huì)導(dǎo)致AKI的易感性增加；補(bǔ)充煙酰胺單核苷酸可以保護(hù)小鼠免受順鉑(可用于抑制DNA的復(fù)制)誘導(dǎo)的AKI；NAD+/Sirt1保護(hù)腎的機(jī)制涉及JNK途徑的表觀遺傳調(diào)控；在體外，Sirt1通過(guò)調(diào)節(jié)JNK信號(hào)通路來(lái)減弱應(yīng)激反應(yīng)。在老年人中內(nèi)源性NAD+被認(rèn)為是AKI的潛在治療靶點(diǎn)，通過(guò)補(bǔ)充N(xiāo)AD+的中間體煙酰胺單核苷酸是一個(gè)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(qiáng)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(guò)組織特異性方式預(yù)防年齡相關(guān)的基因表達(dá)變化，并且增強(qiáng)骨骼肌中的線粒體的氧化代謝，至少部分地介導(dǎo)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(shí)間長(zhǎng)。因?yàn)镹ampt被NAD+抑制，Nam不通過(guò)Nam→NMN→NAD+途徑轉(zhuǎn)化為NAD+，而是通過(guò)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N(xiāo)AD+；另一方面，來(lái)自煙酰胺單核苷酸的NAD+合成不受細(xì)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(jī)制和許多關(guān)于煙酰胺單核苷酸的報(bào)道，煙酰胺單核苷酸作為NAD+前體可能比Nam更有效。因?yàn)镾irt1是NAD+依賴性酶，所以補(bǔ)充煙酰胺單核苷酸加速了NAD+的補(bǔ)救生物合成的周轉(zhuǎn)，從而激活了Sirt1反應(yīng)。Sirt1可以誘導(dǎo)DNA沉默，有助于抗衰老和延長(zhǎng)壽命。除了哺乳動(dòng)物外，有研究還表明，增強(qiáng)NAD+生物合成可以延長(zhǎng)酵母、蠕蟲(chóng)和蒼蠅的壽命。

6）煙酰胺單核苷酸對(duì)視力退行性疾病的治療作用：視力礙的原因復(fù)雜多樣，但光感受器死亡是多種致盲疾病的終點(diǎn)。光感受器構(gòu)成神經(jīng)感覺(jué)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(gè)小鼠模型(光誘導(dǎo)的變性、鏈脲霉素誘導(dǎo)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(gè)步驟中都執(zhí)行輔酶功能，還能保持最佳的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(dāng)?shù)貙?duì)代謝應(yīng)激做出反應(yīng)，這最終導(dǎo)致了光感受器的死亡和視網(wǎng)膜變性。研究者發(fā)現(xiàn)，補(bǔ)充煙酰胺單核苷酸可恢復(fù)小鼠正常的基礎(chǔ)糖酵解功能、線粒體功能和適應(yīng)代謝應(yīng)激的能力，減少感

光細(xì)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(diǎn)，并提供了有力的治療途徑。由于它可以針對(duì)具有多種致病機(jī)制的多種疾病進(jìn)行實(shí)施，因此一旦成功實(shí)施，這種治療策略的影響將是深遠(yuǎn)的。

3. 煙酰胺單核苷酸對(duì)代謝性疾病的治療作用

1）煙酰胺單核苷酸對(duì)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(xì)胞衰竭的重要因素，暴露于促炎細(xì)胞因子如白細(xì)胞介素1β(Interleukin1β，IL1β)；腫瘤壞死因子α(Tumornecrosisfactorα，TNFα)，可導(dǎo)致胰島β細(xì)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(lái)刺激胰島素分泌。煙酰胺單核苷酸可以恢復(fù)eNampt水平，逆轉(zhuǎn)胰島素分泌受損狀態(tài)，保護(hù)胰島免受促炎因子的負(fù)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(xì)胞因子介導(dǎo)的編碼胰島標(biāo)記基因表達(dá)的變化，降低促炎因子的表達(dá)，恢復(fù)胰島素分泌，改善細(xì)胞因子Nampt介導(dǎo)的胰島功能障礙。綜合來(lái)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(guò)程的基因表達(dá)的有益變化相關(guān)。

2）煙酰胺單核苷酸對(duì)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(duì)胰島素的敏感性降低。肥胖導(dǎo)致脂肪組織功能失調(diào)，促炎細(xì)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(xì)胞損傷。煙酰胺單核苷酸通過(guò)催化哺乳動(dòng)物NAD+的生物合成，改善胰島功能障礙，恢復(fù)胰島素分泌。研究發(fā)現(xiàn)，Nampt和NMN對(duì)人胰島β細(xì)胞的活力沒(méi)有直接影響，也不會(huì)使其凋亡，但能強(qiáng)化葡萄糖刺激的胰島素分泌，提高了NAD+的水平。運(yùn)動(dòng)是抵抗肥胖的有效手段，這是由于運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致NAD+水平上升，增強(qiáng)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(dá)到與運(yùn)動(dòng)同樣的減肥效果。

應(yīng)用^[1]

1. NMN在醫(yī)學(xué)保健方面的應(yīng)用

鑒于上述NMN的生物活性，開(kāi)發(fā)以NMN為活性成分的藥物成為一個(gè)醫(yī)學(xué)熱點(diǎn)。美國(guó)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(xué)的Akihiro等發(fā)明了NMN和NR及其鹽類(lèi)為原料的藥物，可用于治療角膜障礙。華盛頓大學(xué)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(píng)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(hù)藥物)，可用于治療神經(jīng)變性疾病。

國(guó)內(nèi)對(duì)于NMN的應(yīng)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(dòng)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(hù)膚品組合物和一種使用NMN來(lái)制備的抗衰老藥物；解放軍第二軍醫(yī)大學(xué)的繆朝玉將NMN作為活性藥物成分，和藥學(xué)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(yīng)用

NMN在天然食物中廣泛存在，蔬菜、真菌、肉類(lèi)和蝦中都發(fā)現(xiàn)了NMN。通過(guò)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(shí)驗(yàn)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(yùn)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(yù)期中，NMN未顯示任何明顯的毒性和致死率，也沒(méi)有嚴(yán)重的副作用，具有較高的食品安全性。目前，日本的Megumi開(kāi)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(lèi)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(zhǎng)壽命的作用。實(shí)驗(yàn)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(kāi)發(fā)潛力，但有關(guān)NMN的人體實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)較少，人體最大耐受劑量及耐受時(shí)間少見(jiàn)報(bào)道，因此，關(guān)于NMN的人體安全性仍需要進(jìn)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(dòng)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(guó)對(duì)于NMN的應(yīng)用現(xiàn)階段仍集中在醫(yī)學(xué)方面，在食品的應(yīng)用處于空白階段。隨著對(duì)于NMN安全性的進(jìn)一步揭示，相信未來(lái)會(huì)有更多添加NMN的食品或保健品造福人類(lèi)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(jìn)行縮合反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后得到含有煙酸乙酯三乙酰核苷的溶液；

b、脫乙酰基：步驟a含有煙酸乙酯三乙酰核苷的溶液經(jīng)有機(jī)堿處理，反應(yīng)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(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)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(jìn)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(yīng)用進(jìn)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(duì)MES23.5帕金森病細(xì)胞模型的保護(hù)作用