By swriter    Published: 9:28 am PST Apr 25, 2019 | Updated: 11:43 am PST Sep 22, 2020

206 塊骨頭支撐著一個成年人的骨架，保護我們的重要器官，支撐我們的體重，並使我們的活動能力得以實現。 在器官的剛性表層內部是蜂窩狀的孔。 我們的骨組織會分解並不斷得到補充。 但隨著年齡的增長，新骨的形成跟不上舊骨的去除。 外層變薄，小孔變大——曾經堅固的骨頭開始從裡到外分崩離析。

中山大學的科學家發現，煙酰胺單核苷酸（NMN）分子可以通過刺激一組幹細胞分化為骨細胞而不是脂肪來促進小鼠的骨骼生成。 發表在學術期刊《細胞死亡與疾病》( Cell Death & Disease)上的方法揭示了 NMN 是一種新型的骨質疏鬆症潛在干預措施。

骨髓幹細胞產生多種細胞類型

科學家們已經知道，骨髓中的間充質基質細胞 (MSC) 是多能幹細胞的儲存庫，可以分化成多種細胞類型，包括骨骼、軟骨和脂肪。 幹細胞在骨組織內保持平衡。 然而，當骨髓 MSC 異常分化為脂肪而不是骨組織時，它會損害骨骼的形成，導致骨骼老化和骨質疏鬆症。

NMN 培養的間充質幹細胞(MSC) 增加更多的骨骼和更少的脂肪

在細胞培養物和成年小鼠中，研究小組發現 NMN 治療有效地促進了 MSC 擴增，其中幹細胞數量增加。 當研究人員進一步將 MSC 誘導成兩個不同的譜系，即骨形成細胞(bone-forming cell)和脂肪形成細胞(fat-forming cell)時，他們發現 NMN 對這兩個譜系具有顯著且獨特的影響。

雖然用 NMN 介入的骨形成細胞系產生了約 50% 的成骨細胞，即形成新骨的細胞，但未經介入的細胞僅產生約 30%。 相比之下，與未介入的細胞相比，用 NMN 介入的脂肪形成細胞系形成脂肪的脂肪細胞濃度較低。 結果表明，NMN促進骨骼生成，同時阻礙脂肪形成。

(Song et al., 2019 | Cell Death Dis.) NMN 擴增的骨髓幹細胞增強了成骨作用，但降低了脂肪生成能力。 與對照組（B、D）中的~30% 相比，在用 NMN 處理的培養物中培養的骨髓幹細胞產生顯著更多的成骨細胞（~50% Alizarin R+ colonies）。 此外，在濃度大於 0.25 µM (E) 的 NMN 處理的細胞中，脂肪細胞分化顯著減少。

NMN 逆轉小鼠與年齡相關的骨質流失

研究人員還在一歲大的老年老鼠身上觀察到了類似的結果。 與正常的老年小鼠相比，飲用 NMN 溶解水的老年小鼠的骨密度增加，而脂肪形成細胞的數量減少。 然而，“NMN 不會改變成年小鼠的骨-脂肪平衡，”研究中的研究人員說。

(Song et al., 2019 | Cell Death Dis.) NMN 增加老年小鼠的成骨作用。 NMN 介入的老年小鼠導致骨小梁數量 (I)、厚度 (J) 和骨連接密度 (L) 增加——所有這些跡像都表明骨形成增加。 一致地，NMN 介入也降低了小梁間距 (K)。

在人類中，老年人也更容易患骨質疏鬆症。 根據疾病控制和預防中心的數據，每 4 名 65 歲以上的女性中就有 1 人患有骨質疏鬆症，而每 20 名男性中就有 1 人患有骨質疏鬆症。 骨質疏鬆症也被稱為“無聲病”，身體無法感覺到骨骼變弱，許多人甚至在骨折之前都不會意識到自己患有這種疾病。

為了測試 NMN 針對與年齡相關的骨質流失的治療潛力，該團隊將成年小鼠暴露於輻射，導致骨質流失和 MSC 損傷，這模仿了骨質疏鬆症的影響。 輻射使 MSC 的擴張能力降低了 75%，它還導致成骨細胞減少，但脂肪細胞增多。 然而，NMN 逆轉了輻射的影響。 NMN 治療的小鼠能夠像正常小鼠一樣擴大其 MSC，它們的骨密度增加，並且干預有效地抑制了大約 66% 的輻射後脂肪形成。

(Song et al., 2019 | Cell Death Dis.) NMN 在照射下增加成年小鼠的成骨。 代表性的 μCT 圖像顯示來自股骨形而上學的骨小梁。 照射後，未經治療的成年小鼠小梁數量、厚度和骨連接密度減少，小梁間距增加。 重要的是，NMN 介入逆轉了照射後骨小樑的這些變化。

(Song et al., 2019 | Cell Death Dis.) NMN 減少照射下成年小鼠的脂肪生成。 與未治療的小鼠相比，在暴露於輻射後用 NMN 介入的小鼠（右）的脂肪形成組織（染成紅色）明顯減少。

“我們的研究表明，NMN 增強了老年和受過輻射小鼠骨譜系的骨-脂肪平衡，這表明 NMN 是挽救衰老過程中骨質流失的一種有價值的方法，”作者指出。 “我們的研究將 NMN 確立為一種有前景的潛在療法，可用於 MSCs 擴張和老年 MSCs 的恢復。”

參考文獻:

Song J, Li J, Yang F, et al. Nicotinamide mononucleotide promotes osteogenesis and reduces adipogenesis by regulating mesenchymal stromal cells via the SIRT1 pathway in aged bone marrow. Cell Death Dis. 2019;10(5):336. Published 2019 Apr 18. doi:10.1038/s41419-019-1569-2

文章來源:

https://www.nmn.com/news/nmn-stimulates-bone-marrow-stem-cells