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NMN全名nicotinamide mononucleotide，即煙酰胺單核苷酸，是一種自然存在的生物活性核苷酸，NMN有2種不規(guī)則存在形式，α和β；β異構(gòu)體是NMN的活性形式，分子量為334.221 g/mol。
圖：NMN的化學(xué)結(jié)構(gòu)式和球棍模型
表：NMN的化學(xué)分類
因煙酰胺屬于維生素B3，因此NMN屬于維生素B族衍生物范疇，其廣泛參與人體多項生化反應(yīng)，與免疫、代謝息息相關(guān)。
NMN在日常食物中分布較廣，蔬菜如花椰菜（0.25–1.12mg NMN/100gm）和大白菜（0.0–0.90 mg NMN/100 gm），水果如鱷梨（0.36–1.60 mg NMN/100 gm）、西紅柿（0.26–0.30 mg NMN/100 gm），肉類如生牛肉（0.06–0.42 mg NMN/100 gm）都含有豐富的NMN。
NMN也可以經(jīng)內(nèi)源性物質(zhì)合成：1分子煙酰胺和1分子5-磷酸核糖基-1-焦磷酸（PRPP）在煙酰胺磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶（NAMPT或NAMPRT）催化作用下生成1分子NMN和1分子焦磷酸（PPi）。除煙酰胺可生成NMN，1分子煙酰胺核苷（NR）在煙酰胺核苷激酶（NRK）催化下磷酸化生成1分子NMN。
NMN是NAD+的前體，其功能也主要通過NAD+體現(xiàn)，因此首先要解釋一下NAD+：
NAD+又名輔酶I，全稱煙酰胺腺嘌呤雙核苷酸，它廣泛分布在人體的所有細(xì)胞內(nèi)，參與上千種生物催化反應(yīng)，是人體內(nèi)必不可少的輔酶。
NAD+具體參與的反應(yīng)主要有以下幾種：生長、DNA修復(fù)（PARPs介導(dǎo)）、SIRTs蛋白、NADP(H)合成。
① NADP(H)途徑：
NADP（H）的代謝比起NAD（H）有延遲，這不意味著NADP（H）轉(zhuǎn)化速率更慢，而代表著NADP（H）是NAD（H）的下游反應(yīng)，因為兩種反應(yīng)間有非常穩(wěn)定的“時差”。
NADP(H)池的大小僅為NAD(H)池的1/20，NAD+被NAD激酶消耗的比例，在正常情況下占總NAD+的10%左右，12pmol/百萬細(xì)胞/小時，而NAD+的總消耗大約118pmol/百萬細(xì)胞/小時。
②PARPs途徑：
在正常狀態(tài)下PARPs大約消耗1/3的NAD+，當(dāng)DNA受損需要修復(fù)時，PARPs的消耗會占到更大的、主導(dǎo)的地位。
③SIRTs途徑：
SIRTs在正常狀態(tài)下大約消耗1/3的NAD+，約32pmol/百萬細(xì)胞/小時，占比和PARPs類似。
隨著年齡增加，NMN和NAD+水平均呈下降趨勢，而NAD+代謝產(chǎn)物NAM呈上升趨勢。
衰老過程中NAD+的下降被認(rèn)為是導(dǎo)致疾病和殘疾的主要原因，如聽力和視力喪失，認(rèn)知和運動功能障礙，免疫缺陷，自身免疫炎癥反應(yīng)失調(diào)導(dǎo)致的關(guān)節(jié)炎、代謝障礙和心血管疾病。
因此，補充NMN提高了體內(nèi)NAD+含量，從而延緩、改善、防止衰老相關(guān)的多種表型，或年齡誘導(dǎo)的代謝紊亂、老年疾病等。作用具體有：
NAD+依賴的脫乙酰酶SIRT1通過連接調(diào)節(jié)NAD+補救途徑的酶反饋回路和晝夜節(jié)律轉(zhuǎn)錄-翻譯反饋回路，成為晝夜節(jié)律與代謝之間的橋梁。
NAD+調(diào)節(jié)生物鐘是通過SIRT1實現(xiàn)的。SIRT1將BMAL1和PER2去乙酰化，而這和CLOCK的乙?；δ苁寝卓沟?，所以SIRT1能抑制CLOCK- BMAL1介導(dǎo)的clock genes的轉(zhuǎn)錄。因此，NAD+通過自身水平影響SIRT1去乙?；钚?，從而反過來影響包括NAMPT在內(nèi)的一系列生物鐘相關(guān)蛋白的表達(dá)。
生物鐘調(diào)節(jié)和很多疾病相關(guān)，包括但不限于睡眠障礙、糖尿病、腫瘤。很多病理過程都被生物鐘紊亂觸發(fā)，這種紊亂可能來自于遺傳，也可能來源于環(huán)境，總而言之，保持生物鐘正常工作在維持健康方面有重要作用。
具體見：
Sirtuins是一種依賴煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)的脫?；?，傳統(tǒng)上認(rèn)為它與哺乳動物的熱量限制和衰老有關(guān)。這些蛋白在衰老過程中對維持神經(jīng)元的健康也起著重要作用。
在神經(jīng)發(fā)育過程中， SIRT1在結(jié)構(gòu)上起著重要作用，通過Akt-GSK3通路促進軸索生長、神經(jīng)突生長和樹枝狀分支。突觸的發(fā)育和突觸強度的調(diào)節(jié)對記憶的形成至關(guān)重要，而sirtuins蛋白不論在生理還是損傷后，都對這一過程中起重要調(diào)節(jié)作用。SIRT1在海馬體可以以抑制型復(fù)合體形式存在，該復(fù)合體包含能調(diào)控microRNA-134的轉(zhuǎn)錄因子YY1。microRNA-134的分布具有腦特異性，能調(diào)控cAMP反應(yīng)結(jié)合蛋白(CREB)和腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(BDNF)的表達(dá)。這對于突觸的形成和長期的增強都很重要。
在神經(jīng)疾病發(fā)生發(fā)展中，SIRT1在阿爾茨海默氏病、帕金森氏病和運動神經(jīng)元病等多種神經(jīng)退行性疾病中發(fā)揮保護作用，這些疾病可能與SIRT1在代謝、抗應(yīng)激和基因組穩(wěn)定性方面的功能有關(guān)。激活SIRT1的藥物可能為治療這些疾病提供一種有希望的方法。
在神經(jīng)發(fā)育過程中， SIRT1在結(jié)構(gòu)上起著重要作用，通過Akt-GSK3通路促進軸索生長、神經(jīng)突生長和樹枝狀分支。突觸的發(fā)育和突觸強度的調(diào)節(jié)對記憶的形成至關(guān)重要，而sirtuins蛋白不論在生理還是損傷后，都對這一過程中起重要調(diào)節(jié)作用。SIRT1在海馬體可以以抑制型復(fù)合體形式存在，該復(fù)合體包含能調(diào)控microRNA-134的轉(zhuǎn)錄因子YY1。microRNA-134的分布具有腦特異性，能調(diào)控cAMP反應(yīng)結(jié)合蛋白(CREB)和腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(BDNF)的表達(dá)。這對于突觸的形成和長期的增強都很重要。
在神經(jīng)疾病發(fā)生發(fā)展中，SIRT1在阿爾茨海默氏病、帕金森氏病和運動神經(jīng)元病等多種神經(jīng)退行性疾病中發(fā)揮保護作用，這些疾病可能與SIRT1在代謝、抗應(yīng)激和基因組穩(wěn)定性方面的功能有關(guān)。激活SIRT1的藥物可能為治療這些疾病提供一種有希望的方法。
增加NAD+水平治療癌癥的研究顯示：①NMNAT3過表達(dá)提高了線粒體NAD+水平，抑制膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞的生長；②補充NA或NAM能抑制SCID小鼠的腫瘤生長和多器官腫瘤轉(zhuǎn)移。
其原理有：過量的NAD+會促進線粒體呼吸，降低糖酵解，抵消癌細(xì)胞喜歡的Warburg代謝（比起氧化磷酸化更依賴于糖酵解的癌細(xì)胞能量代謝特性）；增加NAD+也會增加SIRT1和SIRT6的活性，兩者都通過下調(diào)β-catenin信號、下調(diào)糖酵解抑制腫瘤。
不過這當(dāng)中也存在矛盾與擔(dān)憂：NAD+促進DNA修復(fù)和血管生成，有可能幫助癌細(xì)胞生長（既有的對野生型小鼠的長期研究未能提供促使腫瘤增加的任何證據(jù)）。而降低腫瘤NAD+水平后，隨著PARPs修復(fù)DNA損傷的能力降低，癌細(xì)胞/組織對化療藥物的敏感性將增加。在標(biāo)準(zhǔn)癌癥模型中進一步測試NAD+補充劑的效果將非常重要。
已知NAD+信號通路中的酶可以保護肝臟不受脂肪堆積、纖維化和胰島素抵抗的影響，這些都與脂肪肝疾病的發(fā)生有關(guān)。
NAMPT在高脂膳食誘導(dǎo)脂肪肝發(fā)生發(fā)展的過程中起關(guān)鍵調(diào)節(jié)作用：抑制NAMPT將使高脂膳食造成的肝脂肪變性更嚴(yán)重，過表達(dá)NAMPT顯著改善肝脂質(zhì)積累；這種調(diào)節(jié)作用是通過“抑制NAMPT→減少NAD+→抑制SIRT1→減弱SREBP1的去乙?；鶶REBP1活性降低→FASN和ACC表達(dá)上調(diào)”產(chǎn)生的。
SIRT1及其下游靶點PGC-1a、PSK9和SREBP1維持線粒體功能、膽固醇轉(zhuǎn)運和脂肪酸穩(wěn)態(tài)。SIRT2通過去乙?；姿嵯┐急狒燃っ竵砜刂铺钱惿?；SIRT3調(diào)控OXPHOS、脂肪酸氧化、酮生成和抗氧化應(yīng)激；SIRT6控制糖異生。
由于這些通路在肝臟中的重要性，維持NAD+水平對于維持器官良好功能必不可少。正常情況下，由于肥胖和衰老，NAMPT水平下降，CD38水平升高，導(dǎo)致到中年時，穩(wěn)態(tài)NAD+水平下降2倍。
將NAD+水平提高到年輕水平在預(yù)防和治療肥胖、酒精性脂肪性肝炎和NASH方面收效顯著，同時還能改善葡萄糖穩(wěn)態(tài)和線粒體功能障礙，改善肝臟的健康，增強其再生能力，保護肝臟免受肝毒性損害。
老年腎臟中NAD+水平的降低和sirtuin活性的相應(yīng)降低在很大程度上是腎功能和順應(yīng)性隨年齡下降的原因。
①通過NAD+補充激活SIRT1和SIRT3保護高糖誘導(dǎo)的腎系膜細(xì)胞肥大，而用NMN治療小鼠以SIRT1依賴性的方式保護順鉑誘導(dǎo)的急性腎損傷(AKI)。
②5-氨基咪唑-4-羧胺核苷可刺激AMPK活性，增加NAD+水平，并以sirt3依賴的方式保護順鉑誘導(dǎo)的AKI。
③小鼠補充NAM可刺激腎臟保護前列腺素PGE2的分泌，提升缺血后腎功能；NAM也可通過刺激NAD+合成抑制順鉑誘導(dǎo)的AKI 。
與年輕的野生型小鼠相比，小鼠的肌肉萎縮和炎癥標(biāo)志物以及胰島素信號和胰島素刺激葡萄糖攝取能力下降。用NAD+前體治療老年小鼠可顯著改善肌肉功能。
用NMN (500 mg/kg/day ip .連續(xù)7天)治療老年小鼠，可以通過增加線粒體功能、增加ATP生成、減少炎癥、將糖酵解II型肌肉轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸w維型肌肉，逆轉(zhuǎn)與年齡相關(guān)的有害變化。
NAD+水平對正常心臟功能和損傷后的恢復(fù)至關(guān)重要。在所有NAD+依賴的信號蛋白中，SIRT3似乎是最重要的：
①SIRT3敲除小鼠的OXPHOS酶高度乙酰化，ATP減少，對主動脈收縮高度敏感，可能是由于線粒體通透性過渡孔的調(diào)節(jié)因子CypD的激活。
②SIRT3-KO鼠在13個月大時就會出現(xiàn)纖維化和心肌肥厚，隨著年齡增長，病情進一步加劇，而NMN治療可以逆轉(zhuǎn)這種下降。
③無論是缺血前30分鐘(500 mg/kg, i.p.)或再灌注前和再灌注期間的重復(fù)給藥，使用NAMPT過表達(dá)或NMN治療都能顯著防止壓力過載和缺血-再灌注損傷，使梗死面積減少44%左右。
④使用NAD +前體治療也提高了老年MDX心肌病小鼠的心臟功能。
⑤NAD+前體改善了缺鐵誘導(dǎo)的心力衰竭小鼠模型的線粒體、心臟功能。
⑥NAD+前體甚至可以通過激活SIRT3保護并恢復(fù)弗里德希氏共濟失調(diào)(FRDA)心肌病小鼠模型的心臟功能到基本正常水平。
內(nèi)皮細(xì)胞（EC）衰老是一個結(jié)構(gòu)和功能改變的病理生理過程，包括血管張力失調(diào)、內(nèi)皮通透性增加、動脈硬化、血管生成和血管修復(fù)受損、EC線粒體生物生成減少等。
細(xì)胞周期失調(diào)、氧化應(yīng)激、鈣信號改變、高尿酸血癥和血管炎癥與EC衰老和血管疾病的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。許多異常的分子通路與這些潛在的病理生理變化有關(guān)，包括SIRT1、Klotho、成纖維細(xì)胞生長因子-21和腎素血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)的激活。
因為SIRTs和血管衰老的關(guān)系，NAD+前體NMN的補充并且已經(jīng)在一些研究中體現(xiàn)出效果：
①NMN治療老年小鼠(8周內(nèi)每天給藥300 mg/kg)可恢復(fù)頸動脈內(nèi)皮依賴性擴張(內(nèi)皮功能的一種測量方法)，同時降低主動脈脈搏波速和彈性動脈剛度。
②NMN (500 mg/kg/天，水送服，持續(xù)28天)對小鼠的治療取得顯著療效：通過促進sirt1-依賴的毛細(xì)血管密度的增加，改善了老年小鼠的血液流動和耐力。
③NMN通過改善老年小鼠年齡誘導(dǎo)的血管內(nèi)皮功能障礙以及神經(jīng)血管耦合（NVC）反應(yīng)，顯著提高老年小鼠認(rèn)知，并且NMN降低老齡鼠腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞的線粒體ROS，恢復(fù)NAD+、線粒體能量。
在血管內(nèi)皮中增加NAD+水平將可能成為一種增加老年人的活動能力潛在療法，并能治療因血流減少而發(fā)生發(fā)展的疾病如：缺血-再灌注損傷、傷口愈合緩慢、肝功能障礙和肌肉肌病等。
NMN對脂肪代謝、糖代謝紊亂導(dǎo)致的肥胖、Ⅱ型糖尿病、生殖抑制都有改善作用，甚至能夠改善肥胖母親對雌性后代生殖的不良影響。
NAD+前體在動物實驗中對代謝障礙的治療作用