科學一線|NMN增強了線粒體DNA的產生

科學一線|NMN增強了線粒體DNA的產生

線粒體是至關重要的細胞器，僅次于細胞核，是真核細胞的能量代謝中心，其內膜上富含呼吸鏈-氧化磷酸化的酶復合體，可通過電子傳遞和氧化磷酸化生成ATP，為細胞提供生命活動所必須的能量。

與此同時，NMN增加了人類腎細胞線粒體中DNA構建塊（核苷酸）的產生。煙酰胺單核苷酸（NMN）通過增加稱為泛醌（輔酶Q10）的酶的活性來增加人體細胞線粒體中核苷酸的濃度。NMN激活另一種將NMN分解成核苷酸前體分子的酶。

這些NMN就如何改善線粒體健康提供了額外的解釋。NMN通過增加必需分子煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）來賦予抗衰老益處。NAD+在眾多反應中起著關鍵作用，包括那些產生能量，修復DNA和消除有害的含氧分子（稱為活性氧）的反應。重要的是，NAD+已知可以改善線粒體的健康。

在最近醫學領域發表的一篇文章中，來自日本九州大學的研究人員證明，NMN增加了細胞發電結構---線粒體中的核苷酸產生。由于線粒體有自己的DNA，增加核苷酸的可用性可能提供一種增強線粒體DNA合成和復制的方法，這對線粒體健康很重要。由于許多與年齡相關的心血管和代謝疾病與線粒體功能下降有關，因此這些發現提高了我們對NMN如何賦予其益處的理解。

NMN增加線粒體中的DNA構建塊

為了增加我們對NMN如何通過改善線粒體健康提供抗衰老益處的理解，日本鶴松研究小組分析了來自人類腎細胞線粒體的代謝副產物（代謝物）。他們發現，除了蛋白質構建塊（氨基酸）和NAD+代謝物的水平升高外，NMN處理后線粒體中的DNA和RNA構建塊（核苷酸）也升高。研究人員還發現NMN增加了乳清酸，這是一種響應于核苷酸產生的代謝物，表明NMN增加了線粒體核苷酸的合成。

NMN驅動線粒體中的核苷酸產生。用NMN處理人腎細胞可顯著增加乳清酸濃度，表明核苷酸產生增加。

一種稱為泛醌（輔酶Q10）的關鍵線粒體酶在增加核苷酸產生中起著至關重要的作用，因此研究人員測量了NMN如何影響其水平。他們發現NMN大大增加了線粒體中的泛醌水平，進一步闡明了NMN如何增加這些細胞發電結構的核苷酸產生。

NMN提高了線粒體中輔酶Q10的水平。NMN顯著增加人腎細胞線粒體中的輔酶Q10（泛醌）水平，如其具有電子（Q10H2）和無電子（Q10）的形式濃度所示。

通過分析NMN增加的線粒體代謝物，研究人員發現了NMN促進核苷酸產生的另一種途徑。他們的分析表明，NMN提高了將NMN分解成稱為核糖5-磷酸酯的分子的酶（BST1）的活化，該分子提供了合成核苷酸所需的底物。這些發現說明了NMN提供構建新核苷酸所需材料的另一種方式，這些核苷酸又可用于在線粒體中構建新的DNA。

雖然該研究沒有顯示NMN增加了細胞內的線粒體DNA豐度，但它提供了證據，表明補充NMN會增加線粒體的核苷酸池。這意味著在需要更多線粒體DNA的情況下，例如當線粒體受損時，細胞可以利用NMN衍生的核苷酸來補充線粒體。此外，當應用更長的時間時，NMN仍有可能增加線粒體數量，從而增加線粒體DNA拷貝數。無論如何，這項研究提供了NMN對細胞健康的有益影響的更多證據。

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