NMN作為新生明星原料藥,其全名煙酰胺單核苷酸,是煙酰胺磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶的反應產(chǎn)物,在機體內(nèi)主要作為NAD+的關鍵前體,通過轉(zhuǎn)化發(fā)揮生理功能,如激活NAD+底物依賴性酶Sirt1(組蛋白脫乙酰酶)、調(diào)節(jié)細胞存活、死亡以及維持氧化還原狀態(tài)等。研究證實,NMN水平與心腦血管疾病、神經(jīng)退行性病、糖尿病和肥胖等多種疾病相關,讓我們一起來看一看。
圖一 NMN結(jié)構式
從藥用作用來看,NMN目前已經(jīng)證實的功能包括:
1. 緩解和改善缺血性心腦組織損傷
a. 腦卒中治療作用。腦卒中是一種由腦部血液循環(huán)障礙引起的急性腦血管病,具有高死亡率和高致殘率的特點。研究發(fā)現(xiàn),NMN可激活Nampt-NAD+途徑,保護腦神經(jīng),以及促進血管及神經(jīng)再生,對腦出血和腦出血轉(zhuǎn)化造成的神經(jīng)損傷有良好的保護作用,因此是潛在的抗卒中藥物。
b. 心臟缺血再灌注治療作用。心臟缺血再灌注是一種致命性缺血性損傷,該過程伴隨難以避免的心肌細胞死亡、嚴重臟器功能障礙。缺血預處理(IPC)是一種通過激活Sirt1介導的內(nèi)源性防御機制,可保護短暫缺血再灌注過程中的心肌活力。研究表明,NMN可通過模擬缺血預處理(IPC)的保護作用保護心臟。
2. 改善氧化相關退行性疾病和機體機能障礙
a. 阿爾茨海默氏病治療作用。研究發(fā)現(xiàn),線粒體結(jié)構和功能的異常是阿爾茨海默氏病的致病因素之一,而NMN促進線粒體的能量代謝,對改善認知功能、記憶功能有重要作用。
b. 帕金森病治療作用。研究證實,NMN能夠提高神經(jīng)細胞存活率,穩(wěn)定NAD+以及ATP水平,抑制細胞凋亡,抵御能量損傷,改善線粒體抑制劑誘導能量代謝障礙,從而有益于帕金森病的治療。
c. 血管障礙治療作用。研究證實,NMN能降低血管氧化應激反應,改善主動脈硬化以及血管功能障礙;此外,NMN能減少血管中膠原蛋白積累,而增加動脈彈性蛋白的積累,降低人體動脈硬化,從而延緩脈老化。
d. 此外,NMN還被證實具有治療急性腎損傷作用、治療視力退行性疾病等作用。
3. 治療代謝性疾病
NMN在代謝性疾病上主要用于糖尿病及肥胖的改善上。研究發(fā)現(xiàn),NMN可,通過參與葡萄糖代謝、抗炎以及凋亡過程,從而改善高果糖小鼠的胰島功能;此外,NMN可通過催化哺乳動物NAD+的生物合成,改善胰島功能,從而恢復胰島素分泌;并且,NAD+水平上升,可增強線粒體能量代謝,進而達到與運動相似的減肥效果。
在我國,NMN也越來越受關注,其原料藥需求在不斷加大。因此,筆者在此為大家展示兩條合成工藝供大家參考。
圖二 NMN合成工藝一
其一是Mikhailopulo等人開發(fā)的以三苯甲酰基-β-D-核糖(2)為起始原料, 經(jīng)溴代、煙酰胺取代、脫苯甲?;Wo基、磷酸化制得目標產(chǎn)物NMN。該方法步驟較短,總收率較高。但存在環(huán)境不友好、原料較貴等問題。
圖三 NMN合成工藝二
其二是根據(jù)工藝一的改良工藝。該工藝以乙酰核糖為原料,同樣是經(jīng)溴代、煙酰胺取代、脫苯甲酰基保護基、磷酸化制得目標產(chǎn)物NMN。與路線一相比,該工藝具有原料廉價易得,反應條件更為溫和,原子經(jīng)濟性高等特點。
總而言之,研究人員一直沒有停止過對NMN更優(yōu)工藝的開發(fā),于此同時,隨著NMN的研究不斷深入,其藥用需求還會不斷增大。其次,NMN的保健功能被海外相繼認可,在海外保健食品方面的需求也有望實現(xiàn)大幅增長,是一個值得關注的藥物和潛在保健食品。
參考文獻:
1. Progress on research and application of nicotinamide mononucleotides, 2018;
2. Progress in Synthsis of β-Nicotinamide Mononucleotide,2020;
3. Advance in Synthesis of β-Nicotinamide Mononucleotide,2020.
作者簡介:云天,藥物化學博士,主要從事小分子藥物研究,尤其擅長小分子藥物的合成工藝及后期藥物開發(fā)研究,已完成多個抗癌藥物分子的合成和活性評估。
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