烟酰胺单核苷酸的抗衰老机制、应用及检测研究进展

doi:10.19894/j.issn.1000-0518.240226

摘要/Abstract

摘要：

烟酰胺单核苷酸（NMN）是一种自然存在的生物活性核苷酸，还是人体内必不可少的辅酶烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD⁺/NADH）的合成前体，被认为是极具潜力的抗衰老因子。对NMN进行全面研究不仅有助于提供延缓衰老的方法，还可能给脑损伤、心脏损伤、肝损伤、糖尿病肾病、脓毒症、致盲疾病和抑郁症等疾病带来新的治疗机会。本文介绍了NMN的抗衰老机制，并从抗衰和医疗2个角度梳理了其在不同领域的应用。重点论述了国内外现有的NMN检测手段，包括酶偶联反应法、电化学分析法、定量核磁共振法、液相色谱及液相色谱-质谱法和毛细管电泳法等，并对不同方法的线性范围、检测限和回收率等参数进行对比。最后，讨论了NMN研究在作用机制、实际应用和检测分析3个方面所面临的挑战以及未来的发展方向。

关键词: 烟酰胺单核苷酸, 检测, 应用, 抗衰老

Abstract:

Nicotinamide mononucleotide （NMN） is a naturally bioactive nucleotide and a synthetic precursor of nicotinamide adenine dinucleotide （NAD⁺/NADH）， an essential coenzyme in the body. A comprehensive study of NMN can not only provide a method to delay aging， but also may bring new treatment opportunities for brain injury， cardiac injury， liver injury， diabetic nephropathy， sepsis， blindness， depression and so on. In this review， the anti-aging mechanism of NMN and its applications in anti-aging and medical treatment were introduced. The existing NMN detection methods at home and abroad were mainly discussed， including enzyme-coupled assay， electrochemical detection， quantitative nuclear magnetic resonance method， liquid chromatography method， liquid chromatography-mass spectrometry method and capillary electrophoresis method， and the linear range， detection limit and recovery rate of different methods were compared. Finally， the challenges and future directions of NMN research in terms of mechanism， practical application and detection analysis were discussed.

Key words: Nicotinamide mononucleotide, Detection, Application, Anti-aging

中图分类号:

O657

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图/表 8

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2008	2，3，5，6-Tetrachloro-1，4-benzoquinone/MWCNTs/edge plane pyrolytic graphite electrode	5.0×10^-7~2.2×10^-3	1.5×10^-7	［53］
2009	Graphite/poly（methylmethacrylate） composite electrode	4.0×10^-6~5.6×10^-3	3.5×10^-6	［54］
2009	Poly（brilliant cresyl blue）/SWCNTs/GCE	3.0×10^-6~1.042×10^-4	1.0×10^-6	［55］
2009	Au nanoparticles/GCE	1.25×10^-6~3.08×10^-4	2.5×10^-7	［56］
2011	MWCNTs/Pd nanoparticles/poly（3，4-ethylenedioxypyrrole）/GCE	1.0×10^-6~1.3×10^-2	1.8×10^-7	［57］
2014	Nitrogen-doped graphene/gold electrode	1.0×10^-6~3.0×10^-2	3.0×10^-7	［58］
2014	Ionic liquid/NiO nanoparticles modified carbon paste electrode	3.0×10^-8~9.0×10^-4	9.0×10^-9	［59］
2016	SWCNTs covalently functionalized with polytyrosine/GCE	1.5×10^-7~8.3×10^-5	7.9×10^-9	［60］
2016	Ethylenediaminetetraacetic acid/polyethylenimine/activated graphene oxide/GCE	5.0×10^-8~5.0×10^-4	2.0×10^-8	［61］
2017	Au-Ag nanoparticles/poly（L-cysteine）/reduced graphene oxide/GCE	8.3×10^-8~1.1×10^-3	9.0×10^-9	［62］
2018	Rosmarinic acid/screen-printed carbon electrode	1.9×10^-5~2.2×10^-4	5.6×10^-6	［63］
2018	Oxidized MWCNTs/graphite screen-printed electrode	4.0×10^-6~3.5×10^-5	1.0×10^-6	［64］
2020	Au-Copper oxide nanoparticles/carbon ceramic electrode	1.0×10^-6~2.9×10^-5	9.0×10^-8	［65］
2020	3-Aminophenylboronic acid/reduced graphene oxide/GCE	5.0×10^-8~1.0×10^-5	2.6×10^-8	［66］
2022	4'-Mercapto-N-phenylquinone diamine/SPE	1.6×10^-5~1.0×10^-3	3.5×10^-6	［67］
2024	F， S-Doped carbon dots/copper oxide nanoparticles/screen-printed carbon electrode	2.0×10^-8~4.0×10^-6	2.0×10^-8	［68］

Year	Working electrode	Linear range/（mol·L^-1）	Limit of detection/（mol·L^-1）	Ref.
2005	Edge plane pyrolytic graphite electrode	2.3×10^-6~3.6×10^-5	3.3×10^-7	［48］
2006	Poly（luminol）/flavin adenine dinucleotide/GCE	-	-	［49］
2006	Nordihydroguaiaretic acid/flavin adenine dinucleotide/GCE	-	-	［50］
2007	Poly（p-aminobenzene sulfonic acid）/flavin adenine dinucleotide/GCE	1.0×10^-5~3.0×10^-4	1.0×10^-6	［51］
2007	NADH oxidase/prussian blue/SPE	1.0×10^-6~4.0×10^-4	1.1×10^-7	［52］
2008	2，3，5，6-Tetrachloro-1，4-benzoquinone/MWCNTs/edge plane pyrolytic graphite electrode	5.0×10^-7~2.2×10^-3	1.5×10^-7	［53］
2009	Graphite/poly（methylmethacrylate） composite electrode	4.0×10^-6~5.6×10^-3	3.5×10^-6	［54］
2009	Poly（brilliant cresyl blue）/SWCNTs/GCE	3.0×10^-6~1.042×10^-4	1.0×10^-6	［55］
2009	Au nanoparticles/GCE	1.25×10^-6~3.08×10^-4	2.5×10^-7	［56］
2011	MWCNTs/Pd nanoparticles/poly（3，4-ethylenedioxypyrrole）/GCE	1.0×10^-6~1.3×10^-2	1.8×10^-7	［57］
2014	Nitrogen-doped graphene/gold electrode	1.0×10^-6~3.0×10^-2	3.0×10^-7	［58］
2014	Ionic liquid/NiO nanoparticles modified carbon paste electrode	3.0×10^-8~9.0×10^-4	9.0×10^-9	［59］
2016	SWCNTs covalently functionalized with polytyrosine/GCE	1.5×10^-7~8.3×10^-5	7.9×10^-9	［60］
2016	Ethylenediaminetetraacetic acid/polyethylenimine/activated graphene oxide/GCE	5.0×10^-8~5.0×10^-4	2.0×10^-8	［61］
2017	Au-Ag nanoparticles/poly（L-cysteine）/reduced graphene oxide/GCE	8.3×10^-8~1.1×10^-3	9.0×10^-9	［62］
2018	Rosmarinic acid/screen-printed carbon electrode	1.9×10^-5~2.2×10^-4	5.6×10^-6	［63］
2018	Oxidized MWCNTs/graphite screen-printed electrode	4.0×10^-6~3.5×10^-5	1.0×10^-6	［64］
2020	Au-Copper oxide nanoparticles/carbon ceramic electrode	1.0×10^-6~2.9×10^-5	9.0×10^-8	［65］
2020	3-Aminophenylboronic acid/reduced graphene oxide/GCE	5.0×10^-8~1.0×10^-5	2.6×10^-8	［66］
2022	4'-Mercapto-N-phenylquinone diamine/SPE	1.6×10^-5~1.0×10^-3	3.5×10^-6	［67］
2024	F， S-Doped carbon dots/copper oxide nanoparticles/screen-printed carbon electrode	2.0×10^-8~4.0×10^-6	2.0×10^-8	［68］

Detection method	Chromatographic column	Composition of mobile phase	Linear range/（mol·L^-1）	Limit of quantitation/（mol·L^-1）	Limit of detection/（mol·L^-1）	Recovery/%	RSD/%	Ref.
HPLC-UV	ZORBAX Eclipse Plus C18（4.6 mm×250 mm，5 μm）	Methanol and KH₂PO₄	-	-	-	-	-	［76］
HPLC-UV	Xtimate C18 （4.6 mm×250 mm，5 μm）	KH₂PO₄ and acetonitrile	1.5×10^-3~6.0×10^-3	1.5×10^-8	3.0×10^-9	99.2~101.2	0.44	［77］
HPLC-FLD	Discovery C18 （250 mm×4.6 mm，5 μm）	Phosphate buffer and acetonitrile	8.0×10^-12~2.5×10^-9	-	-	-	-	［78］
LC-MS	Atlantis dC18 （150 mm×2.1 mm，3 μm）	Ammonium formate and methanol	1.0×10^-13~1.0×10^-12	2.0×10^-13	-	114	3.6	［79］
LC-MS	Atlantis HILIC （150 mm×1.0 mm，3 μm）	Ammonium acetate and acetonitrile	5.0×10^-8~1.0×10^-4	5.0×10^-13	-	-	9.0	［80］
LC-MS	Shim-pack VP-ODS （150 L×2.0 mm，5 μm）	Methanol and acetic acid	4.0×10^-10~6.8×10^-7	4.0×10^-10	2.0×10^-10	86.6~108	3.4	［81］
UPLC-MS/MS	Intrada amino acid column （100 mm×3.0 mm，3 μm）	Acetonitrile containing formic acid and acetonitrile/water containing ammonium formate	1.5×10^-9~3.0×10^-7	6.0×10^-10	3.0×10^-10	-	3.2	［82］
UPLC-MS/MS	ACQUITY UPLC HSS T3 （2.1 mm×100 mm，1.8 μm）	Formic acid and methanol	4.1×10^-9~4.1×10^-6	3.0×10^-9	9.0×10^-10	77.6	3.6	［83］
UHPLC-MS/MS	Discovery C18 （250 mm×4.6 mm， 5 μm）	Ammonium acetate and methanol	2.0×10^-8~2.0×10^-6	3.5×10^-11（mol/g of tissue）	1.2×10^-11 （mol/g of tissue）	66.3~87.0	-	［84］
UHPLC-MS/MS	InfinityLab Poroshell 120 EC-C18 （3.0 mm×150 mm，2.7 μm）	Ammonium acetate and methanol	Plasma 5.7×10^-12~3.0×10^-5；Liver 2.9×10^-9~7.5×10^-5；Blood 3.0×10^-7~4.8×10^-5	Plasma 6.1×10^-11； Liver 1.2×10^-11； Blood 1.2×10^-11	-	79.0~98.0	3.3~15	［85］

Detection method	Chromatographic column	Composition of mobile phase	Linear range/（mol·L^-1）	Limit of quantitation/（mol·L^-1）	Limit of detection/（mol·L^-1）	Recovery/%	RSD/%	Ref.
HPLC-UV	ZORBAX Eclipse Plus C18（4.6 mm×250 mm，5 μm）	Methanol and KH₂PO₄	-	-	-	-	-	［76］
HPLC-UV	Xtimate C18 （4.6 mm×250 mm，5 μm）	KH₂PO₄ and acetonitrile	1.5×10^-3~6.0×10^-3	1.5×10^-8	3.0×10^-9	99.2~101.2	0.44	［77］
HPLC-FLD	Discovery C18 （250 mm×4.6 mm，5 μm）	Phosphate buffer and acetonitrile	8.0×10^-12~2.5×10^-9	-	-	-	-	［78］
LC-MS	Atlantis dC18 （150 mm×2.1 mm，3 μm）	Ammonium formate and methanol	1.0×10^-13~1.0×10^-12	2.0×10^-13	-	114	3.6	［79］
LC-MS	Atlantis HILIC （150 mm×1.0 mm，3 μm）	Ammonium acetate and acetonitrile	5.0×10^-8~1.0×10^-4	5.0×10^-13	-	-	9.0	［80］
LC-MS	Shim-pack VP-ODS （150 L×2.0 mm，5 μm）	Methanol and acetic acid	4.0×10^-10~6.8×10^-7	4.0×10^-10	2.0×10^-10	86.6~108	3.4	［81］
UPLC-MS/MS	Intrada amino acid column （100 mm×3.0 mm，3 μm）	Acetonitrile containing formic acid and acetonitrile/water containing ammonium formate	1.5×10^-9~3.0×10^-7	6.0×10^-10	3.0×10^-10	-	3.2	［82］
UPLC-MS/MS	ACQUITY UPLC HSS T3 （2.1 mm×100 mm，1.8 μm）	Formic acid and methanol	4.1×10^-9~4.1×10^-6	3.0×10^-9	9.0×10^-10	77.6	3.6	［83］
UHPLC-MS/MS	Discovery C18 （250 mm×4.6 mm， 5 μm）	Ammonium acetate and methanol	2.0×10^-8~2.0×10^-6	3.5×10^-11（mol/g of tissue）	1.2×10^-11 （mol/g of tissue）	66.3~87.0	-	［84］
UHPLC-MS/MS	InfinityLab Poroshell 120 EC-C18 （3.0 mm×150 mm，2.7 μm）	Ammonium acetate and methanol	Plasma 5.7×10^-12~3.0×10^-5；Liver 2.9×10^-9~7.5×10^-5；Blood 3.0×10^-7~4.8×10^-5	Plasma 6.1×10^-11； Liver 1.2×10^-11； Blood 1.2×10^-11	-	79.0~98.0	3.3~15	［85］

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