最新研究结果:揭示NMN在太空飞行中卓越的骨骼保存能力
宇航员在太空飞行期间处于失重状态,会导致骨骼退化并容易骨折,但烟酰胺单核苷酸 (NMN) 可以恢复太空旅行大鼠模型的骨骼强度。

强调
--- NMN 可改善失重引起的骨脆性(骨质减少)大鼠模型中的骨密度。
--- 微重力期间,骨骼中必需的长寿分子烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 (NAD+) 的水平会下降,但 NMN 可以恢复骨骼中的 NAD+。
--- 太空旅行大鼠模型表现出较高水平的丙二醛,这是骨骼中麻烦的氧化应激标记,但 NMN 使这种细胞应激标记正常化。
太空飞行后,宇航员的骨骼通常很脆弱,更容易骨折,这种情况被称为骨质减少。为了应对太空微重力造成的骨质减少,宇航员在进行严格的锻炼的同时补充钙和维生素 D。尽管如此,事实证明,此类对策对骨质减少大多无效,因此研究人员不断寻找新药物来恢复太空飞行后的骨密度和强度。
Yang 和中国西安交通大学的同事在《Cell Stress & Chaperones》上发表文章表明,在太空飞行微重力大鼠模型中,NMN 可以恢复骨矿物质密度,骨矿物质密度是改善骨强度的指标。有趣的是,虽然微重力大鼠模型中骨 NAD+ 水平下降,但 NMN 补充了该动物模型中的骨 NAD+。NMN 还降低了骨中一种引起麻烦的氧化应激标记物——丙二醛的水平。这些发现表明 NMN 可以恢复骨密度和 NAD+ 水平,同时减轻破坏性的骨氧化应激。
NMN 可预防微重力期间的骨质减少
为了模拟太空飞行如何影响骨骼,杨和同事采用了美国国家航空航天局(NASA)研究人员使用的一种方法——后肢卸载。利用这种技术,他们抓住老鼠的尾巴将其举起,这样它们的后肢就不会接触地面。这一过程使研究人员能够测量缺乏使用如何影响骨矿物质密度(骨结构强度的标志)。

接受后肢卸载四个星期的大鼠表现出明显较低的骨矿物质密度,表明随之而来的骨质减少和伴随的骨脆性。有趣的是,当每三天通过腹部注射 NMN 时,大鼠的骨矿物质密度得到恢复。这些发现表明 NMN 可以挽救太空飞行期间骨质减少的骨骼。

为了探索 NMN 对抗骨质减少作用背后的亚细胞机制,Yang 和同事测量了骨中 NAD+ 水平。航天大鼠模型表现出骨 NAD+ 显着减少,但 NMN 给药显着恢复模型中的骨 NAD+。研究结果表明,NMN 保持骨密度的能力源于它如何提高 NAD+ 水平。

由于麻烦的氧化应激与太空飞行期间的骨质退化和骨质减少有关,杨和同事测量了一种氧化应激的分子标记物——丙二醛。研究小组发现,后肢卸载四个星期后,丙二醛水平增加了一倍以上,但 NMN 减弱了航天模型中丙二醛的激增。这些结果表明,通过增加 NAD+,去乙酰化酶等蛋白质利用 NAD+ 来促进氧化应激因子的去除,从而将氧化应激降低到正常水平,这有助于保持骨密度。

“我们的工作表明,补充 NMN 可以减轻[后肢减负]大鼠的骨质减少,”Yang 及其同事说。
在宇航员身上测试 NMN
根据研究结果,NMN 可以保持骨密度,这表明它可以在太空微重力大鼠模型中预防骨质减少。此外,NMN 可以恢复在航天模型中下降的骨骼 NAD+。恢复 NAD+ 可能使去乙酰化酶等蛋白质能够降低麻烦的氧化应激,正如数据显示 NMN 可以降低氧化应激标记物丙二醛一样。因此,NMN 增加骨 NAD+ 的能力可能具有降低氧化应激以保持骨密度的作用。
由于NMN 补充剂已经建立了强大的安全性,因此这些结果有望转化为宇航员穿越太空的可能性。研究 NMN 帮助宇航员保存骨骼的能力的下一步是在国际空间站上提供补充品。研究人员可以在起飞前和返回后测量宇航员的骨矿物质密度,以了解 NMN 是否可以减轻太空飞行引起的骨质减少。