PRPP（5-磷酸核糖-1-焦磷酸）和NAM（烟酰胺）经NAMPT（烟酰胺磷酸核糖转移酶）催化后变为NMN（β-烟酰胺单核苷酸），再通过NMNAT（烟酰胺单核苷酸腺苷转移酶）催化形成NAD+，NAD+调节下游的PARP1（DNA修复酶）、Sirts（乙酰化酶，又称“长寿蛋白”）和CD38（特异性免疫抑制蛋白），从而改变线粒体功能，并影响DNA修复、干细胞增殖及氧化应激反应等，以此参与细胞的衰老机制。
NMN（β-烟酰胺单核苷酸）在进入体内后可以直接转化为NAD+（烟酰胺腺嘌呤二核苷酸)分子1，而后者在400多种代谢反应中起着关键调节作用。其中就包括与细胞衰老机制密切相关的三类关键蛋白：PARP1（DNA修复酶）、Sirts（乙酰化酶，又称“长寿蛋白”）和CD38（特异性免疫抑制蛋白）。
在小鼠、大鼠及人类中均发现，随着年龄增长，NAD+水平也会随之下降。在老年痴呆、心力衰竭等模型中亦发现NAD+水平下降2。NAD+分子耗竭会导致PARP1、Sirts和CD38等关键酶活性降低，从而引发诸如线粒体功能紊乱，DNA修复障碍等一系列连锁反应，成为衰老的一个重要原因。
| 研究领域 | 研究概述 |
| 骨修复 | NMN使小鼠新骨形成细胞数量增加一倍15 |
| 癌症 | NMN可增强pd-1介导的免疫治疗效力，使小鼠肿瘤大小减少两倍16 NMN可改善小鼠化疗后认知功能损伤，提高两倍17 |
| 心血管 | NMN可扭转老年小血管弹性下降，提高一倍9 |
| DNA修复 | NMN使肝纤维化小鼠的肝脏细胞端粒长度增加一倍18 NMN使老年小鼠DNA修复蛋白（PARP1）激活增加一倍19 |
| 眼睛 | NMN可减少小鼠视网膜脱离后眼睛细胞(光感受器)死亡20 在小鼠干眼病模型中，NMN减少眼细胞死亡21 NMN可减少神经纤维脱落后25%的眼部伤口22 |
| 免疫力 | NMN鸡尾酒疗法可促进新型冠状病毒肺炎患者康复23 |
| 寿命 | 促进细胞内NMN的合5成可以使小鼠的剩余寿命增加一倍以上5 NMN显著恢复小鼠心血管、认知和代谢的下降24 |
| 新陈代谢 | NMN显著改善老年妇女的胰岛素敏感性25 NMN显著改善小鼠年龄相关性糖尿病的胰岛素敏感性26 NMN使肥胖老鼠肝脏中产生能量的线粒体数量增加一倍27 NMN使小鼠线粒体细胞能量产生翻倍以上28 |
| 神经系统 | NMN显著改善患有阿尔茨海默病的啮齿动物的认知和记忆29 在小鼠抑郁模型中，NMN可减少一半的抑郁行为30 NMN在小鼠脑出血后改善50%的认知功能31 在高盐饮食的老鼠中，NMN可两倍提高不中风的时间32 |
| 生殖功能 | NMN显著改善小鼠的雌性生殖能力33 NMN可保护猪的卵细胞不因暴露于环境毒素而死亡34 |
| 皮肤与肌肉 | NMN显著促进老年女性肌肉重塑25 |
| 器官健康 | 在慢性酒精摄入小鼠模型中，NMN可减少肝脏损伤近一半35 NMN可减少约40%的肾细胞死亡，显著保护肾脏免受缺血损伤36 NMN显著抑制小鼠肝瘢痕的现象37 NMN使小鼠肠道干细胞数量提升20%12 |
| 其他机制 | 在哺乳动物内脏中发现了一种名为SLC12A8的NMN特异性转运体38 |
而多项研究表明（表1），补充NMN可以有效改善NAD+不足引起的上述反应。例如，来自哈佛医学院（Harvard Medical School）的David A Sinclair 教授发现，给老年小鼠的水中添加NMN，其运动耐力增加近一倍3。另有研究发现注射NMN可以抵抗伴随衰老而来的认知下降4。此外，美国华盛顿大学（Washington University School）Shin-ichiro Imai 教授发现，促进NMN合成能使老年小鼠的剩余寿命增加一倍以上，小鼠睡眠质量和皮肤、毛发等外貌状态都有显著提升5。
NMN能大幅提升线粒体功能
线粒体是细胞中最主要的“能量发电站”，细胞内绝大多数的代谢活动必须使用储存于ATP 中的能量。线粒体可以将食物中的能量储存于 ATP 中，以供后续代谢活动利用。与年轻小鼠相比，年老小鼠线粒体功能下降，而补充NMN可以提高依赖NAD+的Sirts酶的活性，去除线粒体蛋白质过多的乙酰化修饰，调控下游代谢酶的活性，大幅提升线粒体提供能量的能力2，“滋养”多种组织和器官，抵抗衰老。
来自美国俄克拉荷马大学（University of Oklahoma）健康科学中心的Tamas Kiss 博士发现补充NMN提升脑星形胶质细胞线粒体功能，逆转老年小鼠“记忆减退”的现象6。南京农业大学的熊波教授发现补充NMN可以提高卵母细胞线粒体功能，促进有丝分裂过程，减弱有毒化学物质的生殖危害7。美国凯斯西储大学(Case Western Reserve University)的刘建仁教授发现，补充NMN可以提高心肌细胞线粒体功能，提高心肌细胞收缩能力，改善心力衰竭8。除了上述提到的三项研究，另有多项研究均证实NMN可以提高线粒体功能，抵抗衰老和多种疾病5,9,10。
NMN能改善DNA修复功能
如果人体是一部汽车，DNA 则是它的设计图。若设计图保持完整，理想状态下不论汽 车开了多久都可以恢复原状，因为磨损的零件可以按照设计图随时更新。DNA 的双螺旋结构使它具有极强的自我修复能力，若其中任何一条链遭到破坏，都可以另一条链作为模版迅速修复。在一些极端条件下，DNA的两条链同时断裂，失去模版后，细胞会紧急启动“精心修复”程序来挽救DNA 损伤。
随着年龄的增长，DNA越来越容易断裂，且越来越无力于“精心修复”。这些损伤会随着年龄不断积累，是衰老的源动力之一。因此，修复DNA 损伤是逆转衰老的核心。来自欧洲、美国和澳大利亚的科学家组成的研究团队发现，补充 NMN等NAD+前体，可以提高NAD+依赖的PARP1酶的活性。 PARP1则是帮助修复双链断裂的DNA的关键酶，因此补充NMN可以逆转 DNA损伤9。
NMN可促进多种干细胞增殖
干细胞（stem cell，SC）的“干”，译自英文“stem”，意为“植物茎干”和“起源”，是一类具有自我更新能力和分化潜能的细胞。干细胞不断增殖，一部分保持干性，维持自我更新；另一部分分化补充各种组织和器官。体内绝大多数器官内都有干细胞的存在，比如神经干细胞，肌肉干细胞，肠道干细胞，骨髓造血干细胞等。NMN可以为多种干细胞提供补充能量，激活增殖相关通路，促进多种干细胞增殖。
瑞士洛桑联邦理工学院（École Polytechnique Fédérale de Lausanne，EPFL）的研究人员发现补充 NMN可以显著提高老年小鼠肌肉干细胞的数目，缓解肌肉流失，提升运动能力 11。日本庆应大学（Keio University）Hidetsugu Saito教授发现补充NMN可以激活增殖相关信号通路，促进肠干细胞增殖12。瑞士研究人员发现NMN等NAD+前体可以提高自噬，提高造血干细胞补充血液的速度13。促进干细胞增殖是NMN抑制衰老的又一重要作用机制。
NMN可减弱氧化应激反应
很多与老化有关的健康问题，如老年痴呆、血糖和心脏功能受损等，都与体内氧化应激状态有关。氧化应激是指体内氧化与抗氧化作用失衡，产生大量有害的活性氧。人体几乎所有的器官都容易被氧化应激伤害。来自日本老年研究中心（National Center for Geriatrics and Gerontology, NCGG, Japan）和中国医科大学第一附属医院的研究人员合作发现补充NMN可以减弱老年痴呆症小鼠神经细胞内的氧化应激状态，提高认知与记忆功能1。美国凯斯西储大学(Case Western Reserve University)的许东教授发现NMN可以降低心肌细胞线粒体氧化应激水平，改善心肌收缩能力14。