烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD^＋）是细胞生物能量产生和代谢所必需的一种吡啶化合物，也是细胞重要生化过程中的关键调节因子。我国处于亚健康状态的超重或肥胖人群与老龄化人口数量均逐年上升。在衰老过程中，NAD^＋水平会发生系统性下降，使机体中需要NAD^＋参与的生理生化过程逐渐失能。提升组织内NAD^＋水平成为了抗衰老、促进机体健康机能的重要靶点。

目前许多研究表明补充NMN对健康有益，在动物实验和人体试验中被用于增加组织中的NAD^＋水平，减轻与衰老、肥胖及某些病理模型有关的健康缺陷。但是目前NMN对健康相关生理机能存在多方面多器官的复杂影响，而且人体与动物实验结果并不一致，服用量也尚未确定。北京体育大学陈韬、曹建民*教授和安徽师范大学体育学院的曹卉等汇总了在动物实验和人体临床试验中补充NMN对机体生理机能影响的研究进展，以期为未来科学应用NMN于人体、增强NAD代谢、预防衰老或肥胖相关疾病提供思路。

NAD⁺由两个核苷酸分子组成，它们通过磷酸基连接，其中一个核苷酸携带腺嘌呤碱基，而另一个携带烟酰胺部分。如图1所示，NAD⁺有3 条合成途径，分别为补救（Salvage）途径、从头合成（de novo）途径和Preiss-Handler途径，其中NAD⁺分别由NAM、NR、色氨酸（Trp）和NA合成。这些NAD＋前体可从饮食中摄取，它们的缺乏会导致糙皮病，其特征症状是皮肤发炎、腹泻、痴呆和口腔溃疡。

在哺乳动物细胞中，NAD⁺主要通过Salvage途径合成，可占据哺乳动物体内NAD⁺合成量的85%以上。在Salvage途径中，NMN由NAM和PRPP通过哺乳动物NAD⁺生物合成限速酶NAMPT合成，NMN也可由NR通过NRK介导的磷酸化反应合成；NMN由NMNATs催化转化为NAD⁺（图1）。随后，NMN与ATP结合，通过NMNAT转化为NAD⁺。在哺乳动物中，有3 种由不同基因编码的NMNAT同工酶，即NMNAT1、NMNAT2、NMNAT3，它们分别存在于细胞核、高尔基体和线粒体中。Salvage途径中NAD⁺消耗酶负责在发挥酶活性作用的同时分解NAD⁺，如PARPs、Sirtuins、CD38（T10）、CD157（BST1）和SARM1，这些酶降解NAD⁺并产生NAM作为副产物，并在NNMT作用下甲基化生成MeNAM，并随后进一步分解为Me2PY和Me4PY代谢排出体外。NAMPT是Salvage途径中的限速酶，小鼠全面缺失NAMPT会导致胚胎死亡。此外，在小鼠组织（包括骨骼肌、肝脏和脂肪组织）中NAMPT的组织特异性缺失会降低各器官的NAD⁺水平。除主要的Salvage途径外，NAPRT催化Preiss-Handler途径的第一步，将NA转化为NAMN；而de novo途径则是将Trp转化为QA后，经QPRT催化生成NAMN，两条通路在此合并。再经过一系列反应转化为NAAD后，最终都通过NADs转化为NAD⁺。

虽然NAMPT在细胞中具有NADs的作用，但其也在血清中被发现。细胞外形式的NAMPT（eNAMPT）由多种细胞分泌，包括成熟脂肪细胞、胰腺β细胞、肌细胞和肝细胞。结果表明，eNAMPT可能在血液中产生NMN，从而向包括下丘脑在内的各种组织供应NMN。然而，另一项研究表明，eNAMPT不参与细胞外NMN的产生，因为血浆中生理浓度的NAM、ATP和PRPP不足以催化NAMPT。因此，eNAMPT在细胞外NMN生成中的作用仍存在争议。

细胞对NMN的摄取方式

NAD⁺在细胞氧化还原反应中可被还原为NADH，但并不被实际消耗。在哺乳动物体内，真正消耗NAD⁺的主要是3 种NAD⁺消耗酶，分别为CD38、PARPs和Sirtuins。

Sirtuins是一类依赖于NAD⁺的去乙酰基酶，它们通过消耗NAD⁺对蛋白质进行去乙酰化反应，从而改变蛋白质的活性，Sirtuins依靠这一能力在调节转录、能量代谢、细胞存活、DNA修复、改善炎症、控制衰老和昼夜节律等方面发挥广泛作用。随着年龄的增长，Sirtuins表达量逐渐下降，因此Sirtuins成为了延寿领域的关键研究靶点。PARPs主要位于体内多种细胞的细胞核内，是哺乳动物体内最主要的DNA修复酶，而NAD⁺是PARPs的唯一底物。当自由基、氧化剂或辐射诱导产生DNA损伤时，PARPs会大量激活，并短时内迅速消耗细胞内近90%的NAD⁺，催化提升DNA损伤部位的ADP核糖基化水平，以介导DNA损伤的修复，维持细胞生存，因此慢性炎症与氧化应激损伤加剧可诱导NAD⁺的快速消耗。CD38是一种多功能跨膜酶，广泛分布于哺乳动物组织中，并通过二级信使环二磷酸腺苷核糖（cADPR）的产生参与免疫细胞功能调节，并在此过程中大量消耗NAD⁺水解成NAM。图3对小鼠的研究发现，随着年龄的增长，NAD⁺消耗路径中CD38表达显著上升，相应地，细胞内NAD⁺水平显著降低，线粒体功能障碍的发生。以上研究显示CD38可能是哺乳动物体内最主要的NAD⁺消耗酶，并在衰老时NAD⁺水平下降过程中起重要作用。

目前的4 例NMN人体临床试验补充剂量在250～1200 mg/d之间，均无任何不良反应发生，说明NMN在人体耐受性方面比较安全。研究单次口服NMN的症状反应发现，心率、血压没有发生变化，而眼科检查指标和匹兹堡睡眠质量指数也没有额外改善，可能是受试者的睡眠质量十分良好因此并没有改善作用。NMN联合有氧训练相较于单纯训练，显著提升了受试者的无氧阈功率，提高其有氧能力，且呈剂量依赖效应。由于已知的NMN或者NAD⁺均无直接转化为NAMN的途径，NMN补充很可能是通过Preiss-Handler通路途径合NAD⁺，由图1可见。

表1所示，在动物实验中，NMN能显著提高衰老或肥胖小鼠NMN对人体的实验效果并不如在动物实验中显著有效。在动物实验中，NMN能显著提高衰老或肥胖小鼠骨骼肌的NAD⁺水平，改善体质量与糖脂代谢。但类似效果在人体中并没有发生，提示人体可能有更强的NAD⁺调节稳态，使许多组织器官中NAD⁺水平维持在一定的稳态水平，外源性NAD⁺前体的补充并不能轻易改变人体NAD⁺的稳态，也可能是由于250 mg/d的剂量对于人体过低。

NMN的人体临床试验结果汇总如表2所示。

上述的许多动物实验均显示补充NMN在多种条件下对实验动物存在有益影响。在许多有效案例中，下游哪些机制介导其有益作用仍不十分明确。鉴于NAD⁺依赖的生化反应过程之间存在复杂相互作用以及NMN的代谢存在组织异质性，仍需进行大量工作以确定补充NMN后提升NAD⁺促进健康的下游作用机制。

详细评估NMN的潜在有害副作用也至关重要。虽然NMN的动物实验、人体临床试验中均未出现显著不良反应，但NMN在体外细胞实验中被提出在神经细胞特异性敲除NMNAT时，NMN的积累可诱导轴突变性。在对衰老的影响方面，研究发现衰老的人体或实验动物中肝脏NAD⁺水平下降，主要是由于NAMPT活性降低以及CD38活性增强而导致Salvage途径中NAM-NMN-NAD循环受阻。

高剂量NMN补充远超人体的NA当量需求，还可能会产生一定的代谢负担。研究显示补充NMN虽然不会使NAM积累而是通过甲基化形成MeNAM被代谢，但这种甲基化所需的消耗是否会随长时间补充NAD⁺前体而导致人体甲基供体缺乏进而引发不良作用。

NMN的人体临床试验结果与动物实验结果相差甚远，除了可能是NMN的人体吸收利用率过低，需要寻找更高利用率的前体如NMNH才能表现出作用，也有可能是人类NAD⁺稳态调节与实验鼠类存在差异。这种差异可能是人类体内有关NAD⁺代谢的各种酶活性存在更强的负反馈调节能力所造成。人体补充NMN后组织内突增的NAD⁺水平可能只维持了很短的时间。而实验鼠类对于NAD⁺稳态的调节可能并不强，服用NMN后组织中NAD⁺提升效应可持续较长时间，并进一步正反馈维持这种水平的变化。

将补充NAD⁺前体或提高NAD合成酶活性二者联合或许才是改善人体NAD⁺代谢的最有效形式。运动已被证明可以有效提高肌肉中NAMPT活性。此外，由图4所示，NAMPT的激活剂P7C3、SIRT1的经典激活剂白藜芦醇以及NAD⁺消耗酶CD38的抑制剂78c也可能在机制上与NMN联合作用提升NAD⁺池。P7C3是NAMPT的首选激活剂，并以剂量依赖性方式增强NAMPT活性而促进NMN的产生。白藜芦醇是经典的SIRT1激活剂。虽然白藜芦醇激活SIRT1不能直接影响NAD⁺的水平，但SIRT1的激活可能通过直接抑制PARPs活性或通过减少炎症反应间接减少PARPs的激活，进而减少NAD⁺的消耗。抑制CD38被认为是治疗衰老相关组织NAD⁺缺陷和代谢功能障碍的一种可能药理学策略。在老年小鼠中使用高效CD38抑制剂78c治疗可减弱年龄相关NAD⁺水平的下降，并促进若干生理参数的显著改善。以上制剂与NMN可能产生联合作用，延长NAD⁺提升的作用时间，改善人体整体NAD合成稳态，并进一步形成正向循环。

细胞NAD⁺水平下降已成为解释许多年龄或肥胖相关病理生理状态的核心之一。NAD⁺前体已成为干预人口老龄化、亚健康肥胖或超重人数增加的一种可能手段。总地来说，NMN给药安全、耐受性好；NMN能有效提高健康志愿者的血浆和单核细胞NAD⁺水平，但对骨骼肌中NAD⁺水平影响尚有疑点，对代谢紊乱患者的疗效也尚不清楚，还有待进一步研究。NMN还被发现能提高有训练基础人群的有氧训练效果，说明NMN有成为耐力运动补剂的潜力。此外，人体NAD⁺代谢稳态的改善除了补充NAD⁺前体外，NAD合成消耗途径中合成酶活性的改变，如通过运动或其他激活剂促进NAMPT、SIRT1活性及抑制CD38活性也可能是一个重要的研究方向，二者联合应用可能是未来有效预防衰老、改善亚健康水平代谢、提升机体健康机能的有效策略。