补充NMN可能会通过调节代谢等方式对健康和寿命产生有益作用

  口服NMN补充剂可以重塑16月龄小鼠(相当于人类的45~60岁)肠道菌群的多样性,增加端粒的长度。口服NMN补充剂可在90天内使45~60岁健康男性的端粒长度增加一倍[4]。这些研究结果已被发表在《营养前沿》(Frontiers in Nutrition)杂志。

  作者: Candicy, 北京协和医学院,公共卫生专业硕士

  发表于: 2022, 2月14日 | 更新于: 2022, 5月22日

补充NMN可能会通过调节代谢等方式对健康和寿命产生有益作用插图NMN
中国科学院天津工业生物技术研究所

  端粒是染色体末端的“帽子”,也是把控细胞寿命的“时钟”。细胞的分裂存在一个极限,称作海弗里克极限,在细胞经历过一定次数的分裂后,其端粒变得过短,便会停止分裂,逐渐老化和死亡。端粒长度已被证实是衰老的一个重要标志[1]。美国的三位科学家也因发现了端粒而被授予2009年度诺贝尔生理学与医学奖。

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图1. 端粒长度变短已被证实是衰老的一个重要标志

  肠道菌群的多样性与衰老也有着密切的联系。研究发现,衰老导致的菌群失调会诱发肠道疾病和全身性炎症,从而影响健康和寿命[2],而通过食用功能性食品等干预措施调节肠道菌群的状态,可以延缓衰老,改善宿主的健康[3]。

  沿着这些思路,中国科学院天津工业生物技术研究所的吴欣及其同事开展了一项研究,他们发现,口服NMN补充剂可以重塑16月龄小鼠(相当于人类的45~60岁)肠道菌群的多样性,增加端粒的长度。口服NMN补充剂可在90天内使45~60岁健康男性的端粒长度增加一倍[4]。这些研究结果已被发表在《营养前沿》(Frontiers in Nutrition)杂志。

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图2. 中国科学院天津工业生物技术研究所的吴欣及其同事发现,口服NMN补充剂可以重塑16月龄小鼠(相当于人类的45~60岁)肠道菌群的多样性,增加端粒的长度。口服NMN补充剂可在90天内使45~60岁健康男性的端粒长度增加一倍。

  口服NMN可显著提高小鼠的新陈代谢水平

  产热,是指细胞在新陈代谢过程中产生的能量最终转化为热能的过程。产热量也被认为是反映机体新陈代谢强度的重要生物标志物。

  为了研究NMN对小鼠代谢的影响,研究人员测量了实验小鼠的产热情况。结果显示,经过40周的NMN(500mg/L)补充,小鼠的产热量显著提高,与对照组小鼠相比,约增加了10%,从而证实了NMN可以促进小鼠的新陈代谢。

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图3. 补充NMN显著提高了小鼠的产热量

  注:左侧图片为小鼠的红外热成像图,右侧直方图代表的是小鼠的产热量,*表示差异有统计学意义。

  口服NMN可以改善小鼠肠道菌群的多样性

  研究人员通过基因测序分析了口服NMN补充剂对小鼠肠道菌群的影响。

  结果显示,短期NMN补充降低了小鼠肠道菌群的多样性,其中,两组共鉴定出826个核心存在物种,而对照组和NMN组分别观察到465个和156个独特物种;然而,从肠道菌群的分布上来看,短期NMN补充增加了与健康相关的肠道微生物的丰度,如图2。

  也就是说,补充NMN可以改善小鼠肠道菌群的组成,从而达到改善肠道健康的效果。

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图4. NMN增加了小鼠肠道菌群优势菌种的丰度

  注:补充NMN提高了16月龄小鼠粪便优势菌的丰度。(A)门水平,(B)属水平,(C)维恩图,*表示差异有统计学意义。

  进一步的菌群基因组功能预测分析显示,补充NMN显著下调了代谢和人类疾病等代谢通路的功能(L1),具体表现为碳水化合物代谢、脂质代谢、糖生物合成和代谢、衰老、癌症以及传染病等通路功能基因表达下降(L2)。另一方面,补充NMN显著增强了细胞过程和环境信息处理通路的功能(L1),主要涉及氨基酸代谢、能量代谢、辅助因子和维生素代谢、环境适应、免疫系统和外源生物降解和代谢等通路(L2),详见图5。

  作者认为,补充NMN可能会通过调节代谢、增强机体免疫、降低疾病发生率等方式,对健康和寿命产生有益作用。

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图5. 小鼠肠道菌群基因功能分析图

  注:图A、B分别代表第一层级的代谢通路(L1)和第二层级的代谢子通路(L2),红色越深,代表肠道菌群在此代谢通路上的功能越强,蓝色越深,代表肠道菌群在此代谢通路上的功能越弱。

  NMN使人体的端粒长度延长一倍

  在本项试验中,研究人员发现,40天的NMN补充可以使小鼠外周血单核细胞的端粒长度增加约25%,90天的NMN补充几乎可以使人类志愿者的端粒长度增加一倍,这说明NMN补充可能具有突破性的健康益处和延长寿命的效果。

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图6. NMN显著延长了小鼠和人类的端粒长度

  注:图A、B分别表示口服NMN补充剂后小鼠(n=6)和人类志愿者(n=8)外周血单核细胞端粒长度的变化;*表示p < 0.05;**表示p < 0.01。

  综合以上的研究结果来看,NMN在重塑小鼠的肠道菌群,调节新陈代谢,延长端粒长度等方面的效果令人振奋。澳大利亚科学家的一项研究发现,运动可以促进端粒的延长,提升DNA修复[5],口服NMN或许类似,甚至是超越了运动所产生的端粒保护效果。未来研究人员会进一步分析口服NMN对健康和寿命的长期影响。研究人员表示,NMN极有可能会成为人类掌控“生命时钟”的关键分子。

  参考文献

  1. von Zglinicki T, Martin-Ruiz CM。端粒作为衰老和年龄相关疾病的生物标志物。柯尔摩尔医学。(2005) 5:197–203。

  2. DeJong EN, Surette MG, Bowdish DME。肠道微生物群和不健康的衰老:从结果中解开原因。细胞宿主微生物。(2020)28:180-9。

  3. Vaiserman AM、Koliada AK、Marotta F. Gut 微生物群:衰老的参与者和抗衰老干预的目标。老化研究修订版(2017 年)35:36-45。

  4.牛KM,鲍T,高L,等。短期补充 NMN 对衰老前阶段血清代谢、粪便微生物群和端粒长度的影响。前营养。2021 年 11 月 29 日;8:756243。doi: 10.3389/fnut.2021.756243。

  5. Denham J, Sellami M. 运动训练增加端粒酶逆转录酶基因表达和端粒酶活性:系统评价和荟萃分析。老化研究修订版 2021 年 7 月 17 日;70:101411。doi: 10.1016/j.arr.2021.101411。Epub 提前印刷。PMID:34284150。

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