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NAD+ 的“皮肤防线”:角质形成细胞、黑色素细胞与光老化的专业原理解读
時間:2026-08-26 來源:syno-vita

人体表面积较大的器官,是覆盖全身的皮肤。它像一道前沿防线,每天直面紫外线、温差、污染与微生物,是所有器官中暴露于环境压力时间较长的一个。这道防线的年轻与否,很大程度上取决于它自身的"维修基金"——NAD+

为什么皮肤会被"晒老"?角质形成细胞黑色素细胞成纤维细胞各自如何使用 NAD+?紫外线造成的损伤与 NAD+ 消耗之间是什么关系?本文从专业原理层面,系统解读 NAD+ 如何支撑皮肤的"前沿防线"。

核心原理总览:皮肤的"维修基金"与光老化难题

皮肤由外向内分为表皮、真皮与皮下组织三层。表皮是"砖墙":角质形成细胞从基底层不断增殖、向上分化,形成致密的角质层,像城墙表面的防护涂料;真皮是"地基":成纤维细胞分泌胶原蛋白与弹性蛋白,构成皮肤的承重结构;黑色素细胞则像一道"遮阳帘",产生黑色素吸收散射紫外线。三层结构协同运转,而它们共同依赖的能量与信号货币,正是 NAD+

皮肤 NAD+ 代谢的特殊之处,在于它要反复应对"外敌火力"。2014年,美国宝洁公司美容技术部门的 Oblong 团队在《DNA Repair》发表综述:皮肤每日暴露于环境侵害(尤其是太阳辐射),触发一系列分子响应,其中一项就是氧化应激扰乱细胞能量代谢——NAD+ 与 ATP 既会出现急性的一过性下降,也会随时间推移形成慢性的累积性降低(部分源于线粒体的累积损伤),进而损害组织完整性并加速皮肤老化,即光老化。也就是说,紫外线每造成一次损伤,防线就要消耗一份 NAD+ 去维修。

这条逻辑有更久远的证据。2009年,美国亚利桑那大学药学院的 Benavente 团队在《Current Pharmaceutical Design》综述指出:人体烟酸缺乏导致 NAD 水平低下时,皮肤会表现出对紫外线的敏感性,提示 NAD 状态直接关系到皮肤应对紫外线损伤的能力;烟酸缺乏的动物模型则出现基因组不稳定与皮肤等组织的癌症发生率升高;而烟酸限制的永生化角质形成细胞中,NAD+ 依赖的信号事件被识别为早期皮肤癌变的关键环节。理解"紫外线—NAD+ 消耗—维修能力"这条链条,是读懂皮肤 NAD+ 代谢的起点。

角质形成细胞"砖墙":增殖与分化的代谢开关

角质形成细胞约占表皮细胞的九成五,是"砖墙"的砖块来源。它们必须在基底层保持增殖能力,同时按需向上分化并形成角质层——这一"增殖还是分化"的抉择,直接受 NAD+ 前体代谢状态调控。

2019年,新加坡科技研究局(A*STAR)皮肤研究所的 Bellanger 团队在《Journal of Investigative Dermatology》发表研究:利用三维器官型皮肤模型与二维培养,烟酰胺(NAM)抑制表皮上层分化、维持基底层增殖;在二维培养中,烟酰胺降低早期与晚期表皮分化标志物的表达,提高人原代角质形成细胞的增殖能力——克隆形成率升高、干细胞样细胞比例增加。烟酰胺是 NAD+ 的关键前体,这项研究提示:NAD+ 供给充足时,"砖墙"优先补新砖(维持增殖与干细胞特性);供给受限时,细胞被迫过早分化。

2022年,同一机构的 Tan 团队在《Journal of Investigative Dermatology》进一步研究光老化场景:在二维人原代角质形成细胞培养与三维器官型表皮模型中,紫外线 B(UVB)照射与过氧化氢均诱导角质形成细胞过早终末分化与衰老,三维模型中表现为颗粒层增厚;而烟酰胺在两种模型中均能防止这类光老化表型。换句话说,"砖墙"面对紫外线火力时的过早老化,可以被 NAD+ 前体部分延缓。

紫外线"火力"与 DNA 抢修队

紫外线是皮肤防线的头号外敌:UVB 直接损伤 DNA 碱基(形成环丁烷嘧啶二聚体(CPD)),UVA 则经活性氧(ROS)造成氧化性 DNA 损伤(如8-氧代鸟嘌呤)。面对损伤,细胞启动核苷酸切除修复(NER)等通路,而修复过程高度依赖 NAD+——这正与消耗账本篇中 PARP 家族的"维修账单"相衔接:DNA 每被切开一轮,PARP 就要消耗 NAD+ 合成聚 ADP-核糖,皮肤因此是 NAD+ 消耗较集中的器官之一。

修复的效率还受 NAD+ 依赖的去乙酰化酶调度。2010年,美国马萨诸塞大学医学院的 Fan 与 Luo 团队在《Molecular Cell》发表奠基研究:SIRT1 下调显著增强细胞对紫外线照射的敏感性;SIRT1 与核苷酸切除修复的核心因子XPA 相互作用,且这种相互作用在紫外线照射后增强;XPA 的赖氨酸 63 与 67 位点可被乙酰化,SIRT1 在体外与细胞内均能去乙酰化 XPA,这一修饰是核苷酸切除修复达到理想活性所必需的。换言之,NAD+ 既是 PARP 抢修队的"弹药",也是 SIRT1 这名"调度员"的燃料。

前体补充能否增强修复?2014年,澳大利亚悉尼大学 Damian 团队在《Experimental Dermatology》发表研究:在人原代黑色素细胞中,烟酰胺显著增强紫外线诱导的氧化性 DNA 损伤(8-氧代鸟嘌呤)与环丁烷嘧啶二聚体的修复,还能增强未照射细胞中培养条件自身产生的 8-氧代鸟嘌呤修复——修复速度的提升,与 NAD+ 池的补充直接相关。

黑色素细胞"遮阳帘":色素合成的 NAD+ 参与

黑色素细胞定居于表皮基底层,伸出树突把黑色素输送给周围的角质形成细胞。黑色素像一道"遮阳帘",吸收并散射紫外线,降低 DNA 损伤风险——肤色深浅,本质上是这道遮阳帘的厚薄。而色素合成本身是一个高耗能、伴随氧化应激的过程,与 NAD+ 代谢存在多重交叉。

2022年,韩国亚洲大学(Ajou University)团队在《Journal of Dermatological Science》发表研究:NMN 减少老年黑色素细胞中的黑色素生成,机制是抑制 cAMP/Wnt 信号通路——这与"补充 NAD+ 会加深肤色"的直觉相反:在老年黑色素细胞中,NAD+ 前体呈现的是"降色素"方向。研究同时指出,NMN 对皮肤色素的影响此前几乎未被系统研究过,色素调控与 NAD+ 代谢的因果关系仍有大量空白。

真皮"地基":成纤维细胞与胞外 NAD 经济

真皮层是皮肤的"承重结构",成纤维细胞是其骨干细胞——它们分泌胶原蛋白与弹性蛋白,维持皮肤的紧致与弹性。成纤维细胞的复制性衰老(增殖耗竭后的永久生长停滞)是皮肤松弛、皱纹出现的细胞基础,而 NAD+ 代谢在其中扮演多重角色。

2001年,意大利布雷西亚大学的 Aleo 团队在《Journal of Cellular Biochemistry》发表奠基研究:人皮肤成纤维细胞表面定位有 NAD 糖水解酶核苷酸焦磷酸酶5'-核苷酸酶;核苷酸焦磷酸酶把胞外 NAD 切割为 烟酰胺单核苷酸NMN)与 AMP,5'-核苷酸酶再把 AMP 水解为腺苷;与 NAD 共孵育的成纤维细胞会持续产生烟酰胺、烟酰胺单核苷酸、次黄嘌呤与腺嘌呤——成纤维细胞是"胞外 NAD 经济"的活跃参与者,而 NMN 正是这条表面代谢链上的中间产物,这为理解口服前体经循环到达皮肤后的去向提供了基础。

衰老成纤维细胞的代谢画像则更加复杂。2016年,英国伦敦玛丽女王大学的 James 团队在《Scientific Reports》发表研究:对复制性衰老的人成纤维细胞进行质谱代谢组学分析,发现其 NAD+ 从头合成与补救途径均发生改变,一个引人注目的现象是:衰老细胞中 NMN烟酰胺核糖苷(NR)在酰胺化补救途径中显著蓄积,而限速酶 NAMPT 与 NR 转运相关蛋白并未增加,胞外烟酸反而耗竭——这提示衰老细胞的问题不仅是"原料短缺",更是"原料积压":合成端产物堆积,瓶颈可能出现在更下游的利用环节,单一补前体的效果因此存在不确定性。

气体信号分子也经 NAD+ 通路参与其中。2016年,美国 Frontiers in Bioscience 研究所的 Sanokawa-Akakura 团队在《PLoS One》发表研究:复制性衰老的成人真皮成纤维细胞中,产硫化氢(H2S)的酶 CBS 表达与 H2S 产生同步下降;衰老标志出现的同时,SIRT1、NAMPT 表达与 NAD/NADH 比值均下降;外源 H2S 则提升 hTERT、NAMPT、SIRT1 与 NAD/NADH 比值,并以 NAMPT/SIRT1 依赖的方式延迟复制性衰老——"地基"的寿命,受氧化还原信号与 NAD+ 通路的共同调节。

屏障"涂料"与伤口抢修

角质层是城墙表面的"涂料",由角化细胞与细胞间脂质构成,其中神经酰胺等脂质是屏障功能的关键组分——它们减少经皮水分丢失、阻挡外界刺激。屏障脂质与 NAD+ 前体早有交集。

2000年,日本佳丽宝(Kanebo)基础研究所的 Tanno 团队在《British Journal of Dermatology》发表研究:烟酰胺增加神经酰胺及其他角质层脂质的生物合成,改善表皮渗透屏障——屏障"涂料"的生产,可被 NAD+ 前体上调。这一发现后来成为烟酰胺类护肤成分研究的重要基础之一。

防线破损后的抢修,同样依赖 NAD+ 依赖的 SIRT1。2017年,美国芝加哥大学 He 团队在《Scientific Reports》发表研究:表皮特异性 SIRT1 缺失的小鼠伤口愈合明显受损,表皮与真皮基质的再生均被抑制;SIRT1 缺失改变了多种细胞因子的产生,抑制巨噬细胞、中性粒细胞与肥大细胞的募集,也抑制成纤维细胞的募集激活与肉芽组织中的血管生成——SIRT1 是"抢修队总指挥",协调炎症细胞、成纤维细胞与血管三路兵力,而它的燃料正是 NAD+

2025-2026 新发现:NMN 与光老化研究前沿

2025 年新发现:口服 NMN 缓解 UVB 光老化(小鼠)

2025年,韩国嘉泉大学团队在《Antioxidants》发表研究:在 SKH-1 无毛小鼠模型中,为期 10 周的口服 NMN 显著缓解紫外线 B 诱导的表皮增厚,减少皱纹形成与皮肤表面粗糙度,并改善屏障功能、减轻氧化应激——口服 NMN 在动物模型中覆盖了光老化的整条表型链(增厚、皱纹、屏障、氧化应激),是该方向上较完整的动物层面证据之一。

机制补充:NMN 的铁死亡防线

2022年,空军军医大学(第四军医大学)团队在《BBA Molecular Basis of Disease》发表研究:紫外线照射的皮肤中,脂质过氧化物 4-HNE、氧化酶 COX2、氧化性 DNA 损伤标志 8-OHdG 与铁水平均升高,提示铁死亡(铁依赖的调节性坏死)参与紫外线皮肤损伤;而 NMN 通过招募谷胱甘肽(GSH)、增强 GPX4 介导的铁死亡防御,减轻了这一损伤——NAD+ 前体在皮肤防线中多了一条"抗氧化防线"路径。

2025 年新发现:NMN 保住胶原"承重结构"

2025年,蚌埠医科大学团队在《Photochemical & Photobiological Sciences》发表研究:β-NMN 显著抑制紫外线 B 诱导的活性氧产生、下调 MAPK/AP-1 信号通路,并刺激线粒体脯氨酸生物合成,从而阻断紫外线 B 诱导的胶原减少——胶原是皮肤"承重结构"的钢筋,NMN 从氧化应激抑制与线粒体脯氨酸供给两侧,为胶原合成提供原料保障。

2026 年新发现:SIRT1-FOXO3a 抗 UVA 光老化

2026年,复旦大学附属华山医院团队在《Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology》发表研究:重复紫外线 A(UVA)照射下调人皮肤与真皮成纤维细胞中的 SIRT1 及其转录因子靶点FOXO3a,建立慢性氧化应激与衰老模型;SIRT1 药理激活剂 SRT1720 显著减轻 UVA 诱导的损伤,降低氧化应激、DNA 损伤(8-OHdG)、细胞衰老与细胞外基质降解。机制上,SIRT1 去乙酰化并稳定 FOXO3a,使其转录激活下游抗氧化靶基因——NAD+ 依赖的 SIRT1 激活,被进一步确认为对抗 UVA 光老化的核心节点。

2026 年新发现:环境毒物经 NAD+ 通路加速皮肤衰老

2026年,扬州大学团队在《Frontiers in Public Health》发表研究:慢性口服镉暴露诱导皮肤衰老——镉通过损害 SIRT1 去乙酰化功能与线粒体功能,驱动真皮成纤维细胞衰老。这一发现把环境污染(重金属)与 NAD+ 依赖的皮肤衰老机制直接联系起来:除了紫外线,环境毒物同样是防线"维修基金"的消耗者。

2025 年新发现:凋亡小体的 NAD+ 补给

2025年,浙江大学医学院团队在《Advanced Science》发表研究:间充质干细胞皮下注射后 24 小时内几乎全部原位凋亡,但其来源的凋亡小体介导了强效抗纤维化作用——机制上,凋亡小体通过 NAMPT 转移与 FOXO1 去乙酰化,恢复成纤维细胞的 NAD 与线粒体稳态。这一"细胞凋亡→NAMPT 接力"的发现,为皮肤纤维化等场景提供了新的 NAD+ 补给思路,但属细胞与动物模型层面。

人体证据:烟酰胺的里程碑与 NMN 的边界

皮肤场景中 NAD+ 前体的人体证据,目前以烟酰胺(NMN 的前体家族成员)为主,这一点必须如实说明。

2015年,澳大利亚悉尼大学 Damian 团队在《New England Journal of Medicine》发表里程碑式研究:一项针对高危皮肤癌患者的 III 期随机对照试验显示,每日口服烟酰胺显著降低非黑素瘤皮肤癌(基底细胞癌与鳞状细胞癌)的新发比例,且安全性良好。这是 NAD+ 前体在皮肤防护领域证据等级较高的人体试验——但受试物是烟酰胺而非 NMN,两者分子性质与代谢路径不同,不能简单等同。

NMN 的皮肤防护证据则要谨慎得多。2025年,丹麦哥本哈根大学医院团队在《Photochemical & Photobiological Sciences》发表研究:无毛小鼠口服 NMN 虽显著提升组织 NAD+ 含量,但 NMN 与蕨类提取物均未影响紫外线辐射诱导的皮肤肿瘤发生(肿瘤出现时间、数量、大小与生长均无差异)——这是一项重要的阴性结果:NAD+ 水平的提升,并不自动等于皮肤肿瘤防护,皮肤癌预防的人体证据仍以烟酰胺为主。

外用途径同样存在现实瓶颈。2025年,日本大阪大学团队在《Journal of Cosmetic Dermatology》发表研究:利用人工膜皮肤渗透测试模型评估 NMN 的经皮渗透——NMN 水溶性高、分子较大,经皮渗透能力有限,这正是外用 NMN 化妆品场景需要面对的技术问题,也与复合递送技术在皮肤场景的探索方向相呼应。

研究局限:双刃剑与未解之谜

皮肤 NAD+ 代谢并非简单的"越多越好"。2021年,西班牙穆尔西亚大学团队在《PLoS Biology》发表研究:在斑马鱼慢性皮肤炎症模型中,抑制 NAMPT(补救合成限速酶)减少了氧化应激、炎症、角质形成细胞 DNA 损伤、过度增殖与细胞死亡,而这些效应可被 NAD+ 补充逆转;机制上,NAMPT 来源的 NAD+ 会同时为 PARP1 供能,驱动parthanatos(PAR 依赖的细胞死亡)加剧炎症——"维修基金"被过度消耗时反而助燃炎症。同一个 NAD+ 池,既支持修复,也可能被炎症通路利用,这是皮肤干预必须正视的双刃剑。

前体区分是另一处需要谨慎的地方:烟酰胺与 NMN 在皮肤研究中常被并列讨论,但二者分子大小、渗透性与代谢路径不同(烟酰胺分子小、易渗透,NMN 分子大、经皮渗透有限);NEJM 的人体证据来自烟酰胺,不能直接外推到 NMN。此外,人体皮肤 NAD+ 动态的活体测量仍属前沿,多数机制证据来自细胞模型与转基因小鼠;以皮肤终点(屏障功能、皱纹、色素)为指标的 NMN 人体随机对照试验仍明显不足。

展望:从"补维修基金"到"养护整道防线"

皮肤 NAD+ 代谢的研究图景正在从单一"补前体"走向组合思路:减少外敌火力(防晒、避免环境毒物暴露),养护屏障涂料(神经酰胺等脂质),再以 NAD+ 前体补充"维修基金"——三条线并行。紫外线造成的反复消耗与年龄相关的 NAD+ 下降相互叠加,构成了光老化的代谢底色;而黑色素细胞的色素决策、成纤维细胞的原料积压等新发现,也提醒研究者注意细胞类型与代谢状态的差异。

NAD+ 是皮肤防线的"维修基金":它支撑角质形成细胞的砖墙更新、为 DNA 抢修队供能、参与黑色素细胞的色素决策与成纤维细胞的地基养护;紫外线的反复消耗与年龄相关的 NAD+ 下降相互叠加,构成光老化的代谢底色——理解这条防线的工作原理,是理性看待 NMN 等前体在皮肤养护方向研究价值的前提。

1、The evolving role of the NAD+/nicotinamide metabolome in skin homeostasis, cellular bioenergetics, and aging. DNA Repair, 2014. PMID: 24794404

2、NAD in skin: therapeutic approaches for niacin. Current Pharmaceutical Design, 2009. PMID: 19149600

3、Nicotinamide Metabolism Modulates the Proliferation/Differentiation Balance and Senescence of Human Primary Keratinocytes. Journal of Investigative Dermatology, 2019. PMID: 30776433

4、Nicotinamide Prevents UVB- and Oxidative Stress-Induced Photoaging in Human Primary Keratinocytes. Journal of Investigative Dermatology, 2022. PMID: 34740582

5、SIRT1 regulates UV-induced DNA repair through deacetylating XPA. Molecular Cell, 2010. PMID: 20670893

6、Nicotinamide enhances repair of ultraviolet radiation-induced DNA damage in primary melanocytes. Experimental Dermatology, 2014. PMID: 24798949

7、Nicotinamide mononucleotide reduces melanin production in aged melanocytes by inhibiting cAMP/Wnt signaling. Journal of Dermatological Science, 2022. PMID: 35610161

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9、Replicatively senescent human fibroblasts reveal a distinct intracellular metabolic profile with alterations in NAD+ and nicotinamide metabolism. Scientific Reports, 2016. PMID: 27924925

10、Replicative Senescence in Human Fibroblasts Is Delayed by Hydrogen Sulfide in a NAMPT/SIRT1 Dependent Manner. PLoS One, 2016. PMID: 27732642

11、Nicotinamide increases biosynthesis of ceramides as well as other stratum corneum lipids to improve the epidermal permeability barrier. British Journal of Dermatology, 2000. PMID: 10971324

12、Epidermal SIRT1 regulates inflammation, cell migration, and wound healing. Scientific Reports, 2017. PMID: 29074993

13、β-Nicotinamide Mononucleotide Enhances Skin Barrier Function and Attenuates UV-B-Induced Photoaging in Mice. Antioxidants, 2025. PMID: 41462625

14、NMN recruits GSH to enhance GPX4-mediated ferroptosis defense in UV irradiation induced skin injury. BBA Molecular Basis of Disease, 2022. PMID: 34626772

15、β-Nicotinamide mononucleotide blocks UVB-induced collagen reduction via regulation of ROS/MAPK/AP-1 and stimulation of mitochondrial proline biosynthesis. Photochemical & Photobiological Sciences, 2025. PMID: 40025354

16、SIRT1 protects against UVA-induced photoaging by suppressing oxidative stress and FOXO3a acetylation in human dermal fibroblasts. Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology, 2026. PMID: 42033852

17、SIRT1 regulates dermal fibroblast senescence via impaired deacetylase function and mitochondrial dysfunction during skin aging induced by chronic oral cadmium exposure. Frontiers in Public Health, 2026. PMID: 41815959

18、Apoptotic Bodies Restore NAD and Mitochondrial Homeostasis in Fibroblasts. Advanced Science, 2025. PMID: 40387282

19、A Phase 3 Randomized Trial of Nicotinamide for Skin-Cancer Chemoprevention. New England Journal of Medicine, 2015. PMID: 26488693

20、Oral nicotinamide mononucleotide (NMN) increases tissue NAD+ content in mice but neither NMN nor Polypodium leucotomos protect against UVR-induced skin cancer. Photochemical & Photobiological Sciences, 2025. PMID: 40439965

21、Permeation of Nicotinamide Mononucleotide (NMN) in an Artificial Membrane as a Cosmetic Skin Permeability Test Model. Journal of Cosmetic Dermatology, 2025. PMID: 40317586

22、NAMPT-derived NAD+ fuels PARP1 to promote skin inflammation through parthanatos cell death. PLoS Biology, 2021. PMID: 34748530

 

健康提示:均衡膳食、规律作息、适度运动是维持健康的基础方式。膳食补充剂无法替代健康生活方式;孕产妇、慢性病患者、服药人群、未成年人如需考虑摄入相关膳食补充产品,建议提前咨询专业医护人员。

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