常识：纳米黑科技｜悉尼大学发现一种可放大NMN作用达千 ...

guozhiwei · 发表于 2022-6-4 08:35:09

自1959年诺贝尔物理奖获得者理查德·费曼（Richard Feynman）在一次演讲中曾预言，人类将在原子尺度上进行物质创造。此后纳米概念便应运而生，并且逐渐在材料、环境、能源等方面大放异彩（图1），如纳米汽车、纳米衣服、抗菌材料等。NMNhttps://www.nmn.cn瑞维拓NMN_NAD+前体补充剂通过观察NMN行业中国市场发展,对NMN功效与作用进行深入研究,自瑞维拓上市国内市场以来,不断革新NMN配方及NMN提取技术,凭借诺奖提名的生物酶定向技术成为NMN行业奠基者,为NMN行业发展树立新方向！

图1: 生活中的纳米科技
然而，除了衣食住行方面，纳米凭借“超微”结构的优势在医学领域也成为了众多科学家竞相探索的“宝藏之地”，如可以使药物精准送达病变器官甚至病变细胞的纳米输送系统。而随着近年来人们对NMN（Nicotinamide mononucleotide，β-烟酰胺单核苷酸）了解的不断深入，纳米药物输送系统是否可以运用至NMN，并进一步放大NMN本身所具有的DNA修复、提升线粒体代谢、改善心脑血管及衰老相关疾病等作用值得期待。

2021年，一篇由悉尼大学（The University of Sydney）Victoria Cogger教授（图2）等人发表在纳米技术领域顶级期刊《美国化学会-纳米》（ACS Nano）的文章，便是将一种新型纳米晶体——银量子点与NMN结合，为NMN制剂的研发打开了新视角。

图2: Victoria Cogger教授，就职于悉尼大学，康科德临床学院（Concord Clinical School），任职医学与健康学院副院长
该文章表明[1]，当NMN附着在一种被称为“银量子点”的纳米晶体材料上后，可促肝细胞对其吸收达百倍，提升NMN效用达千倍（图3）。

图3:《ACS Nano》发表的研究发现，量子点纳米制剂可显著改善NMN和二甲双胍在衰老小鼠中的药理特性，并改变其摄取途径
NMN与银量子点
NMN是“生命必需分子”烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（Nicotinamide adenine dinucleotide，NAD+）的直接前体，不仅可提高小鼠体内NAD+水平，还可激活一种依赖于NAD+的蛋白质（Sirtuins），从而促进新陈代谢，维持细胞能量动态平衡，延缓小鼠衰老[2]。因此，NMN近年来已逐渐被运用至抑制衰老、改善年龄相关和代谢疾病的领域。

量子点（Quantum Dot, QD）是一种多功能纳米晶体，具有生物成像、检测和药物递送的功能。理想的纳米材料转运体对人体的影响小，并在药物递送后可完全清除。然而常规量子点实际上在肝脏中会积聚而导致潜在毒性。但当银与其聚合后，可显著降低毒性，因此银量子点逐渐成为了一种理想型的药物递送载体。

基于以上NMN和量子点的特点，Cogger教授等人便着眼于将银量子点引入NMN的使用中，通过测量QD-NMN的细胞摄取率以及血液中葡萄糖的清除率，来探索该方法是否可以提高NMN的口服效果（图4）。

图4: 银量子点（QD）与NMN的结合图示
首次发现银量子点是可提升NMN作用达千倍的有效载体
为了探究银量子点（QD）是否会影响NMN的作用，Cogger教授等人通过小鼠的口服葡萄糖耐量试验（oGTT），分别比较了单纯NMN和QD-NMN在不同的单剂量（仅服用一次）下对血液中葡萄糖的清除效率。

结果显示，无论是否与银量子点结合，NMN均可显著降低小鼠（3月龄）的血糖水平（图5A-B），但所用剂量有显著差别（1000倍之差），即QD-NMN仅需千分之一（1/1000）的剂量便可达到与NMN相同的效果（图5C）。此外，当同剂量时，QD-NMN（红色虚线）可相比NMN（蓝色虚线）更早的达到吸收最大值（图5D）。

图5: 以银量子点（QD）为载体的NMN相比单纯NMN可更有效的发挥降血糖作用。
图A和B为达到同样的降血糖作用，所需的NMN和QD－NMN剂量比较；图C为不同剂量下的血糖下降程度；图D为同剂量NMN和QD-NMN达到最大下降程度的时间比较。
以上数据表明，以银量子点为载体的NMN（QD-NMN）相比单纯NMN可更有效的发挥降血糖作用。而值得注意的是，目前该领域尚未有任何关于NMN（或相关化合物，NAD+或烟酰胺核糖侧）递送的其他纳米载体方法被报道。因此，该研究首次发现银量子点是一种可提升NMN作用的有效载体。

银量子点可使剂量百倍之差的NMN达到同等吸收
上述结果发现了纳米晶体材料具有放大NMN作用的优势，接下来，Cogger教授等人继续对该作用的可能机制进行了探索。

多数纳米材料通过内吞作用被细胞吸收。因此，Cogger教授等人对比了肝细胞对单纯NMN和QD-NMN吸收机制的异同。研究分别给予小鼠单纯NMN或QD-NMN，随后对肝脏、肝细胞和肝窦内皮细胞（免疫细胞）中的总NAD和NAD+的活性，及SIRT1活性进行检测。

结果显示，800 mg/kg的NMN和8 mg/kg的QD-NMN均显著提升体内总NAD、NAD+和NADH水平，且增加趋势近似一致（图6A）；其中值得注意的是，银量子点中显著促进了肝窦内皮细胞对NMN的吸收；此外，8 mg/kg的QD-NMN还可增强“长寿基因”SIRT1的活性（图6B），提示银量子点增强了肝细胞对NMN的吸收，而这可能是由于该载体改善了NMN在小肠的转运，防止肠道微生物群对其降解，从而提高了吸收量。

图6: 与单纯NMN相比，银量子点可促进体内分子途径吸收NMN。
图A为肝脏、肝细胞、肝窦内皮细胞中总NAD、NAD+和NADH的活性变化；图B为SIRT1的活性变化，二甲双胍是一线安全可靠的降糖药，研究中用其与NMN的降糖作用进行对比。
银量子点-NMN的优势在动物长期试验中得到确证
上述体内的单剂量实验发现，银量子点或许是提升NMN作用的有效载体。为了验证该结果是否在多剂量（服用多次）条件下一样有效，Cogger教授等人进行了长期的动物实验（如图7）。研究选用了24月龄的老年鼠，并连续2周服用QD-NMN（8 mg/kg/天）或NMN（800 mg/kg/天），随后对老年鼠的肝脏毒性、血糖浓度等进行了检测。

图7: 动物实验示意图
结果显示，在两周内，相比大剂量的NMN单药来说，小剂量QD-NMN便可将NAD+水平显著提高至3倍（图8A），并同时显著降低了胰岛素和胰岛素抵抗指数（图8C-D）；而在肝毒性方面，QD-NMN相比NMN数值更低，说明当银量子点“加持”NMN后，可能具有效果更强，安全性更佳的优势（图8B）。

图8: QD-NMN在体内体外试验中均表达了一致的有益作用。
图A：体内NAD+水平变化；图B：肝毒性趋势；图C：QD－NMN的降糖作用；图D：单纯NMN的降糖作用。
NMN的临床有效性是一个越来越受关注的领域，但如何科学提高一直未有定论。而Cogger教授等人研究似乎提供了一个潜在的解题方向。数据表明，当NMN“加持”纳米科技（银量子点）后，可显著提升肝细胞对NMN的吸收，从而将NMN的益处放大百倍甚至千倍。这充分提示着，纳米科技或许是显著提高NMN作用的潜在方式。

纳米科技不仅利好医疗领域的多维度开发，在抑衰领域或许能解决众多补充剂甚至某些药物疗效不佳等问题。虽然这仍需要众多学者的努力来探索，但纳米技术或许能够将医学领域带入一种“超微时代”，从而更快、更好的实现人类健康寿命的提升。