NMNはどのように体内でどのように作られるか?
NMNは体内のビタミンB群から作られます。体内でNMNを作る酵素は、ニコチンアミドホスホリボシルトランスフェラーゼ(NAMPT)と呼ばれ、NAD+の生成速度に関与し影響を与えています。NAMPTが少ないと、NMNの生成量が減り、NAD+量もが減少します。NAD+の減少を押さえるために、NMNのような前駆体分子を摂取するなどの方法があります。この方法により、減少を押さえるのみならず、ことにより、NAD+の生成を加速することもできるようになりますができます。
ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(NAD+)とは?
NAD+は、全ての生物種に古くから存在する私たちの生命と細胞機能にとって必要不可欠な補酵素(コエンザイム)で、体内の酸化還元反応における酵素の働きの適正化を促します。す。酵素は体内の化学反応を促す媒体であり、補酵素によって酵素機能が適正化されます。細胞内のミトコンドリアで起きるネルギー生産反応の補因することから、細胞機能および存続において重要な役割を果たしています。
NAD+の役割は?
1906年に発見されて以来、NAD+は、体内で水の次に体内で最も豊富な分子であること、また、そして何よりも私たちの人体体のの機能を維持する上で分子経路としての重要な働きをすることから、多くの科学者に注目され、研究の対象とされてきましたがある事が、科学者達によって注目され続けてきました。NAD+の働きなしには、なしにはいかなる生命体も存続することができないことが分かっていますません。
NAD+は人体のミトコンドリア内に存在し、細胞エネルギーを吸収しつつ、NAD+は、解糖やTCA回路(別名クレブス回路またはクエン酸回路)、や電子伝達系などの代謝プロセスにおいてなどで特に重要な役割を果たします。NAD+は私たちのミトコンドリア内に存在し、細胞エネルギーを吸収する働きがあります。
リガンド(配位子)として、NAD+は、リガンド(配位子)として酵素と結合し、分子間で電子を伝達を行いします。電子は細胞エネルギーの原子的基盤である電子をり、分子間である分子から別の分子に電子を移動させることでさせることにより、NAD+はバッテリーの充電に似た細胞のメカニズムを発揮しますにより機能します。エネルギーを供給するために電子が消費されると、バッテリーは空になります。NAD+の働きにより、充電に必要とされるこれらの電子のは、開始点への復帰が促されます。にこのように、戻るために充電が必要になります。NAD+にはそのような活動を促進する機能があります。NAD+には、酵素活性化、遺伝子発現、細胞の信号伝達を減少または増加させる役割があるのですります。
私たちは加齢にともない、放射線、汚染、DNAの複製エラー等、環境要因によるDNA損傷を体内に蓄積します。現代の老化理論によるとれば、老化の主な原因はとして、、損傷したされたDNAのが蓄積と言われていますされることが挙げられます。その一方で、ほぼすべての細胞には損傷を修復する力があります。を自ら備え、その機能は分子マシンと呼ばれる機能で、ます。この分子マシンはNAD+とエネルギー分子を使い利用します。しかし過度のDNA損傷が発生すると、貴重な細胞資源は枯渇し、その機能を発揮することは困難になりますてしまいます。
DNAを修復する主なタンパク質重要なDNA修復タンパク質の1つであるPARP(Poly(AD-ribose)polymerase)は、NAD+を媒体として機能しますが、が、老化によってよるDNA損傷の蓄積し、によりPARPがは増えると、NAD+濃度の低下を引き起こします。ミトコンドリアのDNA損傷が進めば、さらにさらなる低下が進み、修復は極めて難しいという状況を招きます状態は悪化します。
このような中で、NAD+は、最近発見されたサーチュインなどの、全身のタンパク質によってNAD+の活性化が明らかにされていますされます。サーチュインは、「遺伝子の守護神」としても知られる酵素群です。あり、体内の正常な働きを維持する上で必要となる化学的エネルギーを生成するミトコンドリアの働きを助ける、いわば、細胞の原動力になるものです。その中には、損傷したDNAを修復するし、細胞の健康を維持する上で主要な役割もを含まれます果たします。また、インスリン分泌、老化プロセス、神経変性疾患や糖尿病などの老化に伴う疾病にも関与関連することが分かっていますしています。それらはまた、細胞の原動力であり、体が必要とする化学的エネルギーを生成するミトコンドリアにとっても重要な物質です。
ハーバード大学の遺伝学者でNADの研究者であるデイビット・シンクレア博士は次のように述べいます。、「私たちが年老いて病気になるを発症する主な原因は、加齢とともにNAD+を失い、その結果サーチュインの活性化が低下することが関係しているとこと考えています。であると考えられる」 このことから、と述べています。シンクレア博士は、彼は、老化の過程でNAD+の増加を促すことで量を上げると、特定の老化プロセスを自然に遅らせること、あるいは若返りを促すことが若返ることが可能であると考えています。
NAD+は、サーチュインがゲノムの完全な形を維持し、DNA修復を促進するための、例えると、車にとってのいわばガソリンのような働きをするものですものです。ガソリンなしで車を運転できないように、することが不可能なようにNDA+は私たちが活動するうえでの必須物質なのです。同様に、サーチュインの活性化にはNAD+が必要不可欠とされています。動物実験の結果、体内のNAD+の増加により量を上げることによりサーチュインが活性化され、酵母、ワーム、マウスの寿命が延びることが証明されていますました。
また、同じく動物実験において、動物実験で、体内のNAD+の増加により量を増加させることにより、糖尿病、心血管疾患、神経変性、一般的な免疫系の低下などの代謝性疾患や加齢性疾患などへの正の効果が明らかになりました。その中で、アンチエイジングの特徴も見られました。
NAD+は、ミトコンドリアの健全健康的な機能とエネルギーの循環流出を一定に維持していく上でするためカギとなる役割を果たしますの鍵です。老化と高脂肪の食事は、体内のNAD+の量の減少を招きますを減少させます。近年の研究でによれば、NAD+の活性化を促す促進サプリメントを剤を服用することでと、高脂肪食と加齢によるマウスの体重増加が緩和され、老齢のマウスでも運動能力が向上することが報告されています。また、別の研究では、別の研究では、メスのマウスの糖尿病による影響が大幅に改善され、肥満などの代謝障害が改善されたという報告もされていますました。
NAD+量のが増加によりすると、心臓が保護され、心臓機能が改善されるということが明らかになっていますます。高血圧は心臓の肥大や動脈の閉塞を引き起こし、脳卒中の発症率を高めます可能性が上がります。マウスによる実験では、NAD+の活性化を促すサプリメント促進剤によっては心臓のNAD+が増加し量を増加させ、血流の不足によって引き起こされる心臓の損傷を防ぐことができたという結果がでていますぎました。別の研究では、NAD+の活性化を促すサプリメント促進剤によりってマウスの心臓の異常肥大が改善されたことが報告されています。
アルツハイマー病を患うのマウスに対しNAD+の量を増加を促すとさせると、脳内の細胞間コミュニケーションを妨げるタンパク質の増加蓄積が止まり、認知機能が高まる可能性が示唆されています可能性があります。 NAD+量を上げると、脳への血流が不十分な状態においても、NAD+の増加により脳細胞の死滅を防ぐことが明らかにされていますぎます。多数の多くの動物実験の結果により、、脳の健全な脳の老化を助け、神経変性を防ぎ、記憶力を改善する可能性が期待されています。
私たちは年齢を重ねるにつれて体内の免疫システムも低下することから、季節性インフルエンザや新型コロナウイルスなどの感染症も含め病気にかかりやすくなります、免疫システム。が低下し、病気にかかりやすくなります。季節性インフルエンザや新型コロナウイルスなどの感染症に対する免疫力が低下しがちになります。これに対し、最近の研究を通じてで、NAD +量が、免疫反応と老化の過程で、細胞の炎症に対する免疫反応や老化および存続においてもNAD+と細胞の存続が関与していることが明らかになっています。に対し重要な役割を果たしているが示唆されています。研究の結果、NAD+によって免疫機能障害が治療できる可能性もが明らかになりつつありますました。
体はどうやってニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(NAD+)は体内でどのようにしてを作り出されるのすのか?
人体は、NAD+をより小さな成分または前駆体から自然に生成します。体内には5つの主要な前駆体:トリプトファン、ニコチンアミド(Nam)、ニコチン酸(NA、またはナイアシン)、ニコチンアミドリボシド(NR)、ニコチンアミドモノヌクレオチド(NMN)があります。この中でNMNはNAD+合成における最終段階の形態になりますの物質です。
これらの前駆体は全てすべて食事から摂取することができます。ニコチンアミド、ニコチン酸、ニコチンアミドリボシドはすべて、重要な栄養素であるビタミンB3を形成する要素での形態で、す。これらが体内に入ると、複数の私たちの細胞はいくつかの異なる経路を介してNAD+を合成します。これらの生化学的経路は、工場の生産ラインに相当します。NAD+の場合、複数の生産ラインを通じて最終成果物ががつながり同じ製品が生まれること生産されることに例えられます。
これらの経路の最初の過程は、デノボ経路と呼ばれます。デノボとは、ラテン語で「ゼロから」を意味します。デノボ経路は、NAD+前駆体の最も初期のトリプトファンを出発物質とし、それを土台に構築されます。
2番目の経路はサルベージ経路と呼ばれます。劣化したNAD+分解生成物からNAD+を再生します。体内のすべてのタンパク質は、過度な蓄積を止めるために定期的に分解されるする必要があります。この合成と分解のサイクルの過程で、酵素はタンパク質が分解されたものの一部を受け取り、それを同じタンパク質の生合成ラインに戻します。
NAD+を増加させるには量を上げるには?
絶食またはカロリー摂取量を制限することでとより、NAD+量の増加とサーチュインの活性化がは可能であることが解明らかにされています。マウスでへの実験により、カロリー制限を通じて行ったうえでNAD+を増加させ、サーチュインを活性化させることにより、老化プロセスが緩やかになることが証明されています。NAD+は一部の食品に含まれていますが、あまりにも量が少なすぎることからて、食品からの接収のみだけで細胞内のNAD+を高濃度にすることは困難です。ただし NMNなどの特定のサプリメントをを摂取することでと、NAD+量が増加することが分かっています判明しています。
NAD+サプリメントとしてのNMN
正常な細胞が日々正常に機能するなかでは時間とともにNAD+の供給は消費されの供給が減少し、また、加齢と共にNAD+の細胞内濃度は加齢とともに低減減少します。ただし健全とされる健康的とされるNAD+レベル量は、NAD+前駆体をの補給することによって回復すると考えられています。
NMNやニコチンアミドリボシド(NR)などの前駆体は、NAD+の生成を促すのための要素としてありサプリメントであり、NAD+の濃度を高める働きをしますます。ハーバード大学のNAD+研究のにおける権威であるデイビット・シンクレア博士は、次のように述べています。「NAD+を生命体に直接投与することは現実的な選択肢ではありません。 NAD+分子は細胞膜を通過して細胞に入ることができないため、代謝ヘの効果を及ぼすことはありません効果をもたらすことはできません。代わりに、NAD+の前駆体分子を利用して、NAD+量を増加することができます。」
シンクレ博士が話すように、すなわち、NAD+は体内に吸収され難く、されにくいため、そのまま直接的なサプリメントとして利用することはできません。 その一方で、NAD+前駆体はNAD+よりも吸収されやすいことからく、より効果的なサプリメントとして利用することができます可能です。
NMNサプリメントはどのように吸収され、体内に浸透するのか体全体に行き渡るのか?
NMNは、細胞表面に埋め込まれた分子トランスポーターを介して細胞内に取り込まれます吸収されます。NMN分子はNAD+よりも小さいため、より効率的に細胞に吸収されます。 その一方、NAD+は細胞膜に阻まれよる障壁のために、簡単には吸収体内にされ入ることができません。膜には水がない空間があり、イオン、極性分子、および大きな分子の侵入を防ぎます。以前は、NMNが細胞に入る前に何らかの変化が起きていたと行われていたと考えられていましたが、新たな研究により、NMNが細胞膜のNMN特異的トランスポーターを介して直接細胞に吸収さ入れることが明らかにされています。判明しました。
ある研究ではさらに、NMNを注射することにより、膵臓、脂肪組織、心臓、骨格筋、腎臓、精巣、目、血管など、体の多くの部位でNAD+の増加が確認されていますました。マウスにNMNを経口投与すると、15分以内に肝臓のNAD+の増加が確認されましたが増加していることが確認されていますます。これらの研究も踏まえ、NMNはNAD+に速やかに変換されるということが明らかになりつつあります。ます。
NMNはNAD +にすばやく変換されます
NMNとNAD+の歴史
ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド (、または略してNAD)は、体内において重要かつ様々な働きをするにおける最重要物質かつ用途の広い分子ですのうちの1つです。NADは細胞にエネルギーを供給するするという中心的な役割を果たすことから持つため、全ての体内活動において欠かせない物質として、近年盛んに研究が行われるようになりましたNADを伴わない生物学的プロセスはほぼ皆無といえます。研究の歴史を遡ってみましょう。それゆえNADの研究は広範囲に及ぶ生物学的研究の中心をなしています。
1906年、アーサー・ハーデンとウィリアム・ジョン・ヤングによっては、1906年には、醸造用酵母から抽出された液体に含まれるの物質により、砂糖がのアルコールへとへの発酵することが促進されることが明らかになりましたを発見しました。その後、当時「コファーメント」と呼ばれていたこのその物質はNADであることが後ほど判明しています明らかになりました。
ハーデンはは、ハンス・フォン・オイラー・チェルピンとともに、、発酵の謎を解明するためにべく、研究を重ねました。1929年、後にNADとして知られる発酵のプロセスの化学的な形状や特性などについてのの研究成果の業績が称えられ、1929年にノーベル化学賞を受賞しました。
NADの研究は、生化学反応を促進する上でのNADの中心的な役割を発見した別のノーベル賞受賞者であるオットー・ワールブルクによりの助言の下、1930年代にさらなる発展を遂げましたに発展しました。ワールブルクはNADが電子の連鎖的な伝達を促すことを発見し、ノーベル賞を受賞しましたています。ワールブルクの研究により、電子の分子間の異動により、生化学反応を行うのに必要なエネルギーが生成されることが判明らかになりました。明しています。ワールブルクは、NADが電子の生物学的なリレー機構として機能することを発見しました。ある分子から別の分子への電子の移動は、すべての生化学反応を実行するために必要なエネルギーの基礎とされています。
1937年には、ウィスコンシン大学マディソン校のコンラッド・エルヴェージェムらがは、NAD+の増加サプリメントによってペラグラによるの疾患が治癒したことを明らかにしました発見しました。ヒトの場合、ペラグラは人体において下痢、認知症、口の痛みなど、さまざまな症状を引き起こします。これはナイアシン欠乏症に起因し、現在、NMNの前駆体の1つであるニコチンアミドをの定期的に投与することでによって治療できることが分かっていますしますされます。
アーサー・コーンバーグによる1940年代および1950年代アーサー・コーンバーグによってが1940年代から1950年代にかけて手掛けられたたのNAD+に関する研究はは、生命の存続にに不可欠な2つのプロセスであるDNA複製とRNA転写の原理のを発見することに貢献しました。役立ちました。
1958年には、ジャック・プライスとフィリップ・ハンドラーにより、は、ニコチン酸がNADに変換される3つの生化学的プロセス過程がを明らかにされましたなりしました。経路と呼ばれるこの一連のプロセスステップは、今日、プライス・ハンドラー経路(Preiss-Handler Pathway)として知られています。
1963年には、チャムボン、ウェイル、マンデルにより、は、ニコチンアミドモノヌクレオチド(NMN)が重要な核酵素を活性化する上でために必要となるなエネルギーのを供給源であることが供給していることを供給することが明らかにされました。を発見しました。この研究成果によってこの発見により、PARP(Poly(AD-ribose)polymerase)と呼ばれるタンパク質に関する研究が進み深まり、今では、に関する注目すべき発見へとつながりました。PARPは、損傷したDNAの損傷の修復や、細胞の存続そのものにおいて死滅の調節に重要な役割を果たし、生命体の寿命極めて重要な役割を果たすことが分かっています。に影響があります。
1976年には、、レヒシュタイナーらがは、NAD+がが、従来から知られていたエネルギー伝達分子としての生化学的な役割を超えて、哺乳類の細胞において「別の重要な主要な機能」を持つことがレヒシュタイナーらによってを発見されしましたた。これを経て、これにより、サーチュインと呼ばれるタンパク質がNADを消費し使用して、一部の遺伝子を「穏やかに」に隔離することで寿命を延ばすという、レオナルド・ガレンテらの発見へと結実しましたにつながりました。
現在では今ではこの発見以来、NADとその中間体であるNMNおよびとNRは、加齢による多くの健康上の問題を改善するためのカギとなる要素鍵として注目されています続けています。
NMNで新型コロナウイィルスを克服できるか
2020年初旬より世界的なパンデミックへと拡大した新型コロナウイルス感染症(COVID-19)について、世界中で何百万もの人々が、肺炎の症状に似た新型コロナウィルス(COVID-19)に感染しました。現在、多くの研究者が今後の予防も含めてたちは、新たな安全で効果的な治療法を研究していますを探し求めています。この中で、老化について研究する専門家はの仕組みを研究する老年病の研究者は、老化への対策がに対する治療法がパンデミックに対して有効な対策になりに立ち向かうための新たな対抗策となり得ると考えています。
これまで提示された様々な統計より、高齢者への感染および発症率が高いということが分かっています。を見れば、高齢者のコロナの感染率は著しく高いことがわかります。そして80歳以上の感染者の患者のコロナによる死亡率が約13.4%であるのにことに対し、50代と20代の感染者の患者の死亡率は1.25%と0.06%にとどまっているなど、年齢とコロナの感染率において相関関係が明らかにされています見られます。ます。オックスフォード大学によって 1,740万人の英国の成人1,740万人を対象に行われた最新のに対し調査を行ったオックスフォード大学の最新の研究ではによれば、新型コロナウイルス感染症による死亡要因の第一位は、年齢であることが報告されいます明らかになりましたことが示されました。その。その他の要因としてに、性別(男性)、糖尿病、重度の喘息などが挙げられましたますあります。
老化について研究する一部の専門家一部の老年病学者は、高齢者の新型コロナウイルスへの抵抗力に対する免疫力が弱い脆弱性をふまえ、「老化」の治療こそ、コロナも含めや今後起こりうる様々な感染症から高齢者を守るための長期的な解決策になると主張しています。この主張を実証証明するためには更に多くの研究がを必要になりとしますが、最近の研究は、NMNやNRなどを投与してNAD+を増加させることも治療の新たな可能性としてを治療法のひとつとして研究が進められています挙げています。ウイルスに抗する体内の免疫力アップにはNAD+の増加が密に関連していることから、パンデミックへの対策になるのではと期待されています。
大きなブレークスルーとしては、
また別の研究者は、NAD +によって高齢者が長寿の恩恵を受け、サイトカインストームと呼ばれる体がウイルスではなく自身の細胞を攻撃する免疫の過剰反応を防ぐ可能性があると仮説を立てました。
専門家同士の検証はまだ行われていませんが、最新の研究によると、細胞はコロナウイルスと闘っているうちにNAD+を使い果たし、私たちの体を衰弱させます。 NAD+は、ウイルスに対抗するために必要な自然免疫力にとって不可欠なのです。研究者たちは、NAD +を増加させることがいかに人類のパンデミックへの闘いの切り札となり得るか検証しています。
研究者がコロナの治療法を模索する中、新たな手段を欠いた最前線の医師達は常に革新的な技術を求めています。患者を治療するための最終的手段として、シダース・シナイ医療センターのロバート・ハイゼンガー医師による治療では、最終的手段として、コロナウイィルスによって引き起こされたサイトカインストームの症状の鎮静化のため、亜鉛などを加えたNMNカクテルを患者に投与したところ、ました。投与後NMNカクテルにより、12時間以内に患者の発熱と炎症を下げることに成功しましたとの報告がなされています。これを機に、た。
パンデミック下で、免疫系のバランスを維持するNMNの役割がますます注目を集めています。NMNはコロナウイルスによって引き起こされたサイトカインストームに対する治療法としてNMNの可能性が検討されるようになり、数々のています。予備研究において良好な結果もが報告されるようになりましたています。現時点ではにおいてはまだ治療法として確立保証はされていませんが、多くの研究者や医師によって、NAD+の増加を促す治療促進剤のコロナに対する良い研究結果がへの期待が高まっています。期待されています。
NMNの安全性と副作用
NMNの安全性について動物実験が既に行われており、その結果、によって十分なに安全性性が実証されています裏付けられています。まず、マウスへの1年間にわたる長期的な経口投与が行われましたが、によっても毒性反応は見られませんでした。これを受け、、すでにヒトへの臨床試験も開始されています。マウスやヒトへの臨床試験の結果によれば、NMN分子はたとえ高濃度であっても、安全で毒性がないと考えられています。マウスへの1年間の長期的な経口投与によっても毒性反応が示されませんでした。ヒトに対する最初の臨床試験は既にが完了し、結果は一回の一度の投与によるって毒性反応は見られないとの報告がなされましたていますませんでした。日本における最新の臨床試験においても、でも投与された量の範囲内で副作用は見られませんでした。このように、マウスやヒトへの臨床試験の結果から、NMN分子はたとえ高濃度であっても毒性反応が見られず安全であるとの実証が進んでいますとの認識が定着しつつあります。
2019年11月の日本人研究者の発表によれば、NMN投与後に被験者の血中のビリルビン量が上昇しましたが、その量は正常範囲内でした。
今後の研究は、長期的な安全性と使用の有効性に焦点を当てる必要があります。NMNはその他の副作用との関連はありません。
NMNの今後
動物実験で明らかになった素晴らしい治療効果をふまえ、多くの現在研究者たちがは、NMNのヒトへの効果についての研究を開始しています継続しています。日本での最新の臨床試験によって、NMN分子が安全であることがわかり、投与された量の範囲において副作用は見られませんでした。今後は、長期的な安全性と使用の有効性についての研究が注目されます。さらなる研究とヒトへの臨床試験が進行中です。NMNは大いなる可能性を秘めた汎用性の高い魅力に満ちた応用範囲が広い分子であり、私たちは「老化」の治療における新たな新天地を築くものとして大いなる期待が寄せられています。NMNに秘められた潜在的な力について学ぶことがまだ数多くあるでしょう。