了解NMN必须要了解的NAD+百年发展史
NAD+从被发现到现如今的被熟知,这并非一朝一夕之功而是厚积薄发的成果,NAD+自1904年首次发现以来,科学家们日以继夜的研究了近百年才有了今天的成就,本文就来谈一谈跨越百年的NAD+,究竟有着怎样的发展历程。
1、1904年,首次发现NAD+
1904年,亚瑟·哈登(Sir Arthur Harden)在啤酒酵母提取液体中发现了一种“因子”,可以促进糖发酵成酒精。这个“因子”,当时被称为“辅酶”,后续被证明是NAD+。NAD+也因其在酵母细胞代谢过程中的关键作用——提供能量,而被无数科学家苦心钻研。 而后哈登爵士在1929年获得诺贝尔化学奖;
2、1920年,提纯NAD+并发现其分子结构
德国化学家奥伊勒·歇尔平(Hans von Euler-Chelpin) 从酶出发,研究了医学和遗传学问题,他发现酶抑制剂和酶的结合能生成十分稳定的络合物。随后在试验过程中首次分离提纯NAD+并发现其二核苷酸结构,优化酶法分离提纯的工艺,世界上最早的酶法工艺就此诞生。凭借这一发现,奥伊勒·歇尔平与亚瑟·哈登共同获得了1929年诺贝尔化学奖。
3、1930年,发现NAD+在人类新陈代谢中的关键作用
德国科学家奥托·沃伯格(Otto Warburg)首次发现NAD+作为辅酶在物质和能量代谢中的关键作用。NAD+作为能量转移的载体,是完成所有生化反应所需能量的基础,这一发现,首次将NAD+和生命代谢联系起来,并把NAD+的研究推向人类医学。而后凭借这一发现,奥托·沃伯格在1931年获得诺贝尔医学奖。

4、1936年,揭示NAD+在发酵反应中的功能
德国杰出的生物化学家奥托·海因里希·瓦尔堡(Otto Heinrich Warburg)研究了发酵过程的化学反应,并发现烟酰胺辅酶NAD+对于某种类型的化学反应(氢化物转移反应)来说是必需的。氢化物转移反应涉及氢原子及其伴随电子的交换,这些类型的反应对细胞代谢和维持生命所需的许多其他化学过程至关重要。瓦尔堡的工作表明,在发酵过程中,NAD+的烟酰胺部分接受氢并推动反应进行。
5、1938年,发现了“抗黑舌因子”
在20世纪初期,糙皮病是一种引起腹泻和痴呆等症状的常见疾病。约瑟夫·高德伯格(Joseph Goldberger)进行了最初的实验,他认为糙皮病是一种营养缺乏症,并在人体试验中通过减去某些有营养的食物使得监狱中的囚犯罹患糙皮病。康拉德·埃尔维赫姆(Conrad Elvehjem)通过在狗身上进行对照实验进一步推动了这项工作的进行。埃尔维赫姆指出,当狗得糙皮病时,由于营养不良,舌头会变黑,并通过给患病的狗提供不同的营养来观察哪些提取物有助于狗从“黑舌病”中回复。最终,通过分析和提取食物中的营养物,他发现烟酸是治疗狗的糙皮病或“黑舌病”的有效药物,这一发现使得美国开始自发性在食品中添加维生素。
6、1948年,发现第一种NAD生物合成酶
在奥伊勒·切尔平(Hans von Euler-Chelpin)提纯NAD+的早期研究和康拉德·埃尔维希姆(Conrad Elvehjem)发现烟酸作为预防糙皮病的营养素之后,亚瑟·科恩伯格(Arthur Kornberg)研究了体内NAD+的制造方式。科恩伯格从酵母细胞中纯化了产生NAD+的反应所需的成分,并在实验装置中将它们组合在一起,以证明是由它们负责产生NAD+。他的实验首次证明了化学反应池可用于从前体分子烟酰胺单核苷酸(NMN)生成NAD+。

7、1958年,发现NAD+合成路径
杰克·普瑞思(Jack Preiss)和菲利普·汉德勒(Philip Handler)发现了烟酸转化NAD+的三个生化步骤,这一系列步骤如今被称为Preiss-Handler途径。该途径揭示了烟酸与帮助治疗糙皮症 相同形式的维生素B3如何在生物体内转化为NAD+,将NAD+在饮食方面的应用推上了新的研究时代。

8、1963年,发现首个NAD分解的化学
Chambon、Weill和Mandel报告称,NAD+提供了激活重要核酶所需的能量,这一发现为DNA修复酶PARP的一系列研究发现奠定了基石。PARP在修复DNA损伤和调节细胞死亡方面有着关键作用,其活性变化与寿命变化有一定关联。

9、1976年,发现NAD+的其他功能
Rechsteiner及其同事为NAD+的快速转换提供了令人信服的证据,重申在真核细胞中,NAD除了在氧化和还原中的典型细胞质作用外,可能在哺乳动物细胞中具有“其他一些主要功能”。
10、1980年,NAD+应用于人类疾病治疗
奥地利格拉茨大学医用化学系教授乔治·伯克迈耶(George Birkmayer)首次将还原型NAD+应用于疾病治疗。
11、2000年,发现sirtuin酶可分解NAD
麻省理工学院的生物学家伦纳德?瓜伦特(Leonard Guarente)发现SIR(沉默信息调节因子2)和对应的老鼠同源物SIRT1都有蛋白质脱乙酰酶活性,sirtuin酶可以分解NAD为其组成部分,并且NAD+依赖型sir2蛋白能延长啤酒酵母寿命,NAD+依赖型sir2.1蛋白能延长秀丽隐杆线虫寿命将近50%。

12、2004年-2013年 发现NAD+能延长各种动物的寿命
12.1 2004年,发现NAD+可延长果蝇寿命
世界著名化学家史蒂芬 L. 布赫瓦尔德(Stephen L.Helfand)研究组发现NAD+依赖型sir2(dsir2)蛋白能延长果蝇寿命大约10%-20%。
12.2 2013 年,NAD+被发现可延长小鼠寿命
华盛顿大学医学院辛克莱教授(Shin Ichiro Imai)的一项小鼠研究发现,增加的NAD +水平可以恢复线粒体功能,并且NAD+依赖型SIRT1在大脑中过表达时显著延长雄性和雌性小鼠的寿命。同年,哈佛大学医学院研究团队发现,对22月龄(相当于人类60岁)的小鼠使用NMN一周后,小鼠在线粒体稳态、肌肉健康等关键指标上恢复到6月龄小鼠(相当于人类20岁)相似状态。

13、2016年,发现NAD+可延长人类寿命
13.1 2016年,发现NAD+ 能通过修复人类DNA来延长人类寿命
美国国立抗衰老研究中心的科学家们发现,人体补充NAD+,能最终通过线粒体和DNA修复来延长寿命,提升健康水平,这一成果发布于2016年10月的《Cell》。
13.2 2016年,发现NAD+能通过激活长寿蛋白来延长人类寿命
瑞士洛桑联邦理工学院生命科学院的Johan Auwerx等科学家揭示了NAD+与长寿蛋白Sirtuin在人体内延长人类寿命的作用机制,成果发布于2016年7月的《Cell》。
13.3 2016年,发现NAD+能通过NMN来补充
美国华盛顿大学医学院的科学家发现NAD+能通过NMN来补充,NMN的需求量和生物体重有关,对于人类而言是8mg/kg/day,这项研究成果发布于2016年12月的《Cell》。
14、2017年~2018年,发现NMN对于心脑血管和衰老都有改善作用
14.1 2017年-2018年,发现NMN可改善心脑血管
华盛顿大学医学院和哈佛医学院的科学家们先后发现:NAD+前体NMN对于脑出血后减少脑损伤,以及改善衰老血管的血流量并增强其耐力都有明显的作用,成果分部被发布于2017年4月的《Nature》和2018年3月的《Cell》。

14.2 2017年,发现NAD+能调节人类生物钟,恢复正常的昼夜节律
美国遗传学家杰弗里·霍尔(Jeffrey C. Hall)、迈克尔·罗斯巴什(Michael Rosbash)、迈克尔·扬 (Michael W. Young)发现,NAD+通过SIRT1调节生物钟,补充NAD+的前体NMN能够调节睡眠失常的人紊乱的生物钟,使其恢复正常的昼夜节律。这一发现使得他们获得2017年的诺贝尔生理/医学奖。
14.3 2018年,发现通过长期服用NMN能够延长小鼠寿命30%
美国哈佛大学医学院终身教授David A. Sinclair教授在和澳洲新南威尔士大学的联合研究项目发现:人类细胞可以被细胞重编程(reprogramming),衰老的器官也可以被重新激发而获得新生,同时在为期2年的小鼠实验证明,长期服用NMN可以延长小鼠30%的寿命。
15、2019年,发现口服NMN提升人体NAD+水平
华盛顿大学医学院的科学家们发现:细胞膜表层有一种被命名为Slc12a8的转运蛋白存在,Slc12a8蛋白会在钠离子的帮助下,将NMN直接运输到细胞中,并迅速发挥作用,用于NAD+的生产。
16、2020年,开启中国NMN产品元年
2020年7月,A股市场金达威推出NMN产品,中国第一家上市企业推出NMN,开启中国NMN产品元年。
17、2021年,国内首个NMN人体临床实验结果出炉
广州体育大学进行的NMN人体临床实验结果验证了NMN提升机体能力的功效作用,即显著提高了受试者们的运动耐力,尤其是服用了高剂量NMN的受试者。与其他国家的人体临床实验不同,此次实验的受试者为27~50岁的普通中年青年志愿者,采用了最高规格的随机、双盲、安慰剂对照的四组临床试验真正贴合了寻常百姓的研究,对于NMN可用性和适用性推广具有重要的参照性意义。
18、2022年,发现NMN有助于抗病毒
2022年1月3日,NAD+领域知名学者查理斯·布伦纳在《Nature》子刊上发表了一篇评论性文章,称新冠病毒复制会激活人体的固有免疫,这一过程会消耗大量NAD+,进而影响细胞代谢。因此,他推测补充NMN等NAD+前体可能有助于抗病毒反应。
截至2023年,NMN的相关研究仍在进行中。该物质已被广泛研究,以确定其可能的健康益处和细胞修复能力。同时,人们也在探索NMN的治疗潜力,包括癌症、心血管疾病和糖尿病等疾病。
总之,NMN的研究经历了多年的演变,其对健康和细胞修复的潜在益处吸引人们的关注。随着对它的认识越来越深入,人类对NAD+的兴趣也不断增加。相信在不久的将来,关于NAD+的研究将会有更加深入的认识。
本文由“NMN科技前沿”编辑,欢迎关注,带你一起长知识!