由于烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)在许多疾病和衰老中起着重要作用,近年来其水平下降越来越受到人们的关注。虽然有研究证明补充烟酰胺单核苷酸(NMN)可以提高NAD+水平,但与其他营养物质联合使用是否能提高特定组织中的NAD+水平仍不确定。到目前为止,市场上充斥着各种含有NMN成分的天然产品。然而,NMN的协同作用和转化过程尚未完全阐明。有研究团队证实:与单独使用NMN相比,NMN联合白藜芦醇可使心脏和肌肉中NAD+水平分别提高约1.6倍和1.7倍,而NMN联合人参皂苷rh2和rg3可有效提高肺组织中NAD+水平约2.0倍。

白藜芦醇作为一种多酚植物抗毒素,可降低氧化应激,减轻炎症,甚至调节NAD+-依赖的去乙酰化酶sirtuins (SIRTs),在改善人类健康和预防慢性疾病方面具有巨大潜力。此外,人参皂苷在免疫调节、抗肿瘤、抗衰老等方面的治疗潜力也备受关注。部分人参皂苷可通过调节烟酰胺磷酸核糖转移酶(NAMPT)维持线粒体功能,而NAMPT是NAD+挽救途径中的限速酶。

为了评价白藜芦醇或人参皂苷联合使用是否能提高不同组织中NAD+水平,该研究建立了超高高效液相色谱-三重四极杆质谱(UHPLC- QqQ- MS)方法。在口服NMN与白藜芦醇或人参皂苷rh2和rg3后,检测NMN及其代谢产物NAD+和烟酰胺核苷(NR)在小鼠组织中的分布。

1、优化MRM和保留时间设置

对于NMN及其代谢产物,选择[M + H]+作为前驱体,并对破碎剂电压和碰撞能量进行优化,使前驱体离子和产物离子在标准溶液中获得最大的MS强度。经过一系列条件探索,最终确定了优化MRM条件。NMN、NR和NAD+的优化MRM设置如表所示。

2、方法验证

1)小鼠组织中NMN, NR和NAD+的提取回收率

2)线性和矩阵效应:NMN、NR、NAD+等标准样品的检出限和定量范围。

3)LOD和LOQ:方法对NMN、NR和NAD+具有良好的灵敏度,LOD和LOQ值分别为0.0038 ~ 0.0076和0.0076 ~ 0.0153 μM,如上图显示。

4)NMN, NR和NAD+的精度,准确性和可重复性

研究结果具有较好的准确性,如表所示,NMN、NR、NAD+的准确性分别在87.3% ~ 91.3%、86.5% ~ 94.6%、80.8% ~ 108.2%之间。NMN、NR和NAD+的精密度和日间精密度(RSD)分别在0.70% ~ 2.96%和0.79% ~ 4.13%范围内。三种化合物的重复性RSD均<10.46%。结果表明,该方法定量准确、精密度高、重复性好。

3、NMN与白藜芦醇或人参皂苷的组合改善了NMN在小鼠组织中的分布

在NMN单独组中,NMN主要富集于肝脏(p < .001)。联合白藜芦醇后,心脏NMN水平提高了1.39倍(p < 0.05)。但与单独NMN相比,辅助人参皂苷rg3和rh2在脑、心、肾、肺组织中的分布效率分别提高了4.14-、2.31-、4.47-和2.39-倍(p < .001)。

随着天然产物的选择,组合对组织分布变化的影响可能有所不同。白藜芦醇的作用目标可能更集中于心脏,而人参皂苷可能在多个器官发挥作用。与白藜芦醇联合组相比,人参皂苷Rg3&Rh2联合组在改善NMN在脑、心、肾、肝、肺组织分布方面有2.01倍以上的变化(p <. 01, <.001)。

4、NMN联合白藜芦醇和人参皂苷可改善NAD+在小鼠组织中的分布

添加NMN可提高肝、肾组织能量代谢水平。与单独施用NMN相比,NMN和白藜芦醇联合使用分别使心脏和骨骼肌中的NAD+水平增加了1.59倍(p < .001)和1.72倍(p < .001)。心脏补充NAD+的好处是阻断激动剂诱导的心肌肥厚症状,保护心肌缺血再灌注损伤。除心脏外,NAD+含量与肌肉功能呈正相关。补充NAD+可以保护mdx肌肉免受损伤、炎症和纤维化。另一方面,NMN联合rg3和rh2时,肺组织中NAD+水平显著增加1.97倍(p < .001),这可能用于抵消香烟烟雾诱导的肺泡上皮细胞自噬减少的衰老。与白藜芦醇或人参皂苷rg3和rh2结合后,不同组织中的NAD+水平升高。P53在衰老过程中起关键作用,控制细胞生长和凋亡。作为NAD+合成酶,烟酰胺单核苷酸腺苷转移酶2 (NMNAT2)已被证实是p53的下游靶基因。白藜芦醇可诱导p53活化。此外,有研究报道人参皂苷作用于p53 DNA结合口袋的邻近区域,提高p53与DNA的稳定结合,并调节下游蛋白质的表达。因此,口服Rg3&Rh2或白藜芦醇可能通过增强NMNAT2的表达来改善p53的功能,间接提高NAD+的生物转化水平。

5、结论

在此次研究中,研究学者们建立了UHPLC- MRM方法来量化C57/BL6小鼠组织中NMN、NR和NAD+的水平。他们的研究结果表明,与NMN单独使用相比,与白藜芦醇联合使用可以有效提高心脏和骨骼肌中NAD+的水平。NMN联合人参皂苷rh2和rg3比单独摄入NMN更能改善NMN在脑、心、肾和肺组织中的分布,提高肺组织中NAD+水平。研究阐明了在日常或NAD+代谢紊乱水平上补充NAD+的联合治疗,特别是在心肺衰竭疾病中。