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NAD+ 的"光学镜头":感光底片、信号电缆与眼部 NAD+ 代谢的专业原理解读
時間:2026-08-31 來源:syno-vita

人的眼睛是一台终身运转的精密相机:角膜与晶状体负责对焦采光,视网膜像一张感光底片把光信号变成电信号,再由视神经这条"信号电缆"送往大脑。这台相机每分每秒都在工作,耗能极高——视网膜单位重量的耗氧量在全身组织中位居前列,而支撑这一切的,正是 NAD+ 这条贯穿始终的能量与信号主线。

随着年龄增长,眼睛的衰老几乎人人可见:晶状体逐渐混浊、视网膜功能下降、青光眼风险上升。大众常见的困惑是:补充 NAD+ 前体,能否为这台"相机"续航?本文从专业原理层面,系统拆解眼部 NAD+ 代谢的全貌——从感光底片的能量账单,到遗传性失明的分子机制,再到人体临床试验的进展与边界。

核心原理总览:眼睛的"能量账单"与 NAD+

2018 年,美国华盛顿大学(圣路易斯)的 Apte 团队在《Progress in Retinal and Eye Research》发表综述:视网膜退行性疾病尽管病因与遗传背景高度多样,却共享一个共同终点——光感受器(感光细胞)的死亡;视网膜与光感受器对代谢能量的需求极高,NAD+ 是这条能量供应链上的枢纽分子。这张"感光底片"一旦缺电,画面就会成片熄灭。

2025 年,韩国翰林大学的 Lee 团队在《International Journal of Molecular Sciences》发表综述:NAD+ 提升可维持视网膜组织的能量代谢与神经血管稳定;NAD+ 耗竭与年龄相关黄斑变性、糖尿病视网膜病变等病理状态相关,烟酰胺、烟酰胺单核苷酸(NMN)与烟酰胺核苷(NR)等增强剂可改善线粒体功能、减轻神经血管损伤——这是 2025 年发表的最新综述,把前体补充的机制证据集中梳理了一遍。

同年,哈尔滨医科大学的 Liu 团队在《Human Cell》发表综述:SIRT1 是 NAD+ 依赖性去乙酰化酶,在眼组织中发挥重要生理调节作用,是年龄相关白内障、干眼症、年龄相关黄斑变性、青光眼与糖尿病视网膜病变等常见眼病的共同潜在干预靶点——这台相机的各个部件,几乎都写着"靠 NAD+ 吃饭"。

"感光底片"的耗能账本:光感受器与 NAD+

视网膜这张"底片"上,光感受器(视杆与视锥细胞)是核心感光元件。它们即使在黑暗中也保持"待机耗电"——持续的 暗电流让细胞膜一直处于去极化状态,泵离子、耗 ATP,能耗惊人。

2011 年,华盛顿大学的 Chertov 团队在《Journal of Biological Chemistry》发表奠基性研究:脊椎动物光感受器对代谢能量需求极高,葡萄糖剥夺会触发两相细胞死亡——快速相与线粒体功能障碍密切相关,慢速相紧随其后;光感受器同时依赖糖酵解与氧化磷酸化两条产能线路——NAD+ 恰好是两条线路共用的"搬运工"。

2013 年,美国路易斯安那州立大学的 Bai 与 Sheline 团队在《Experimental Eye Research》发表研究:光诱导视网膜损伤(手术或强光暴露后)发生前,锌离子已在光感受器与视网膜色素上皮中积累;丙酮酸或烟酰胺可通过恢复 NAD+ 水平减轻细胞死亡;NAD+ 水平随 24 小时节律波动,并受进食时间表影响——这是把"补 NAD+"与"护底片"直接挂钩的早期奠基证据。

2020 年,哈佛医学院麻省眼耳医院的 Chen 团队在《Aging》发表研究:在视网膜脱离诱导的光感受器变性模型中,NMN 给药显著减少凋亡的光感受器、巨噬细胞浸润与胶质细胞激活,保留外核层厚度,并显著提升 NAD+ 水平与 SIRT1 表达——NMN 直接作用于感光底片"断电"场景,是眼部 NMN 机制研究的重要节点。

NMNAT1"电池装配车间"与遗传性失明

感光底片自带"电池装配车间"——NMNAT1(烟酰胺单核苷酸腺苷酰转移酶 1)是细胞核内合成 NAD+ 的关键酶,全身所有有核细胞都依赖它。奇怪的是,NMNAT1 基因突变导致的疾病却几乎只伤眼睛。

2012 年,法国巴黎笛卡尔大学的 Perrault 团队在《Nature Genetics》发表奠基性发现:NMNAT1 突变导致 Leber 先天性黑蒙(LCA9 型),22 名无血缘关系的患者出现严重的中枢视网膜神经变性与早发性视神经萎缩;NMNAT1 兼具 NAD+ 合成酶与分子伴侣双重身份——"电池装配车间"出了故障,率先熄灭的竟是感光底片。

为什么偏偏是视网膜?2021 年,哈佛医学院麻省眼耳医院的 Greenwald 团队在《Human Molecular Genetics》发表研究:携带 p.Val9Met 突变的小鼠,视网膜 NAD+ 水平的下降幅度显著大于全身其他组织——NMNAT1 功能减弱对视网膜 NAD+ 的冲击比对其他部位更重,这解释了病变为何局限于眼睛——底片对电量波动格外敏感。

2020 年,华盛顿大学的 Sasaki 团队在《eLife》发表研究:NMNAT1 缺失会激活 NADase SARM1——轴突变性的核心执行者——从而触发光感受器死亡与视网膜变性;清除 SARM1 可挽救光感受器,保留视力相关功能——NAD+ 供应中断后,熔断器 SARM1 反而成了"自毁开关",这与神经系统中"NAD+ 断供→SARM1 启动程序性断电"的机制同源。

2026 年,哈佛医学院麻省眼耳医院的 Zhang 团队在《Cell Death & Disease》发表研究:NMNAT1 突变导致的光感受器退化中,氧化 DNA 加合物 8-oxo-dG 进行性积累,伴随 DNA 双链断裂,进而驱动光感受器凋亡——这是 2026 年发表的新发现,把"NAD+ 合成不足"与"氧化 DNA 损伤"直接连成因果链,也为抗氧化干预提供了窗口

青光眼"信号电缆"的消耗端:CD38 与 SARM1

视网膜神经节细胞(RGC)的轴突汇成视神经——相机把画面传给大脑的"信号电缆"。青光眼正是这条电缆的慢性侵蚀:眼压升高或血流异常导致 RGC 逐渐死亡,视野像被咬掉一样收缩。RGC 是高耗能细胞,对 NAD+ 的依赖同样突出。

2024 年,南昌大学的 Pang 团队在《Investigative Ophthalmology & Visual Science》发表研究:在缺血再灌注与视神经挤压两种小鼠模型中,CD38 缺陷通过激活 NAD+/Sirt1 通路显著保护视网膜神经节细胞——曾在卵巢、血管里放走燃料的"排水口"CD38,在眼睛里同样活跃。

2025 年,南昌大学的 Zhang 团队在《Molecular Neurobiology》发表综述:CD38-NAD+ 轴是青光眼发病与进展的重要环节:CD38 通过调节 NAD+ 水平,参与调控氧化应激、炎症反应与神经节细胞凋亡,是青光眼干预的新兴方向——这是 2025 年发表的最新综述,把"排水口"在青光眼里的角色系统化。

熔断器 SARM1 也出现在青光眼场景。2024 年,南华大学的 Zeng 团队在《Acta Neuropathologica Communications》发表研究:在慢性眼压升高 16 周的小鼠模型中,Sarm1 缺失显著减少视网膜神经节细胞的丢失——电缆的"程序性断电"被按住,损伤随之减轻。

人体证据:青光眼的"烟酰胺实验"

眼部 NAD+ 干预的人体证据,目前集中在一处:青光眼中的烟酰胺补充。需要说明的是,这些临床试验使用的受试物是烟酰胺(维生素 B3,NAD+ 前体家族成员),而非 NMN,两者不可简单等同。

2020 年,澳大利亚墨尔本大学眼科研究中心(CERA)的 Hui 团队在《Clinical & Experimental Ophthalmology》发表交叉随机临床试验:青光眼患者血清烟酰胺水平偏低,口服烟酰胺补充后,内层视网膜功能出现改善——这是较早的人体随机试验,把动物模型里的保护信号带进了真实患者。

2022 年,美国哥伦比亚大学的 De Moraes 团队在《JAMA Ophthalmology》发表 II 期随机临床试验:评估口服烟酰胺联合丙酮酸对开角型青光眼患者的神经增强作用——开角型青光眼即使眼压显著下降仍可能进展,增强线粒体功能与能量产生是新的干预思路。该试验公布了方案设计与初步方向,长期随访仍在推进。

2026 年,韩国济州大学的 Ha 团队在《British Journal of Ophthalmology》发表交叉安慰剂对照随机临床试验:在接受降眼压治疗的正常眼压性青光眼患者中,口服烟酰胺补充对视网膜功能的改善作用得到评估——这是 2026 年发表的最新人体随机对照试验。注意:以上均为烟酰胺(维生素 B3)研究,青光眼领域的 NMN 人体试验仍属空白。

晶状体"镜头玻璃":白内障与 SIRT1

晶状体相当于相机的变焦镜头玻璃,白内障就是玻璃起雾——全球致盲的首要原因。晶状体上皮细胞的衰老是白内障形成的关键病理过程,与氧化应激、线粒体功能障碍和蛋白聚集密切相关。

2025 年,哈尔滨医科大学的 Liu 团队在《Aging Cell》发表研究:SIRT1 通过调控 p66Shc 预防年龄相关白内障中晶状体上皮细胞的衰老,SIRT1 表达下降伴随活性氧与线粒体超氧化物升高、衰老标志物上升——这是 2025 年发表的新发现,把"NAD+ 依赖的去乙酰化酶"与"镜头玻璃起雾"直接相连

糖尿病是白内障的重要推手。2023 年,温州医科大学的 Lian 团队在《Investigative Ophthalmology & Visual Science》发表研究:SIRT1 通过抑制高糖诱导的 TXNIP/NLRP3 炎症小体激活,减轻人晶状体上皮细胞炎症与大鼠晶状体混浊——"玻璃起雾"在血糖失衡时来得更早,SIRT1 是其中的防线。

2025 年,武汉大学的 Bao 团队在《FASEB Journal》发表研究:在纤维化白内障中,NMN 通过调控 Nrf2/FPN1 信号通路抑制铁死亡、缓解白内障发展;研究结合临床样本分析与细胞实验——这是 2025 年发表的新发现,NMN 直接作用于"镜头玻璃"的证据

角膜"保护窗":NAD+ 合成与修复

角膜是相机外层的保护窗,角膜上皮不断更新、保持透明,依赖神经支配与充足的能量供给。一旦"断电",窗户就会开裂。

2019 年,青岛大学的 Li 团队在《Investigative Ophthalmology & Visual Science》发表研究:角膜去神经支配会抑制 NAD+ 生物合成,导致角膜上皮细胞凋亡——三叉神经通过控制角膜组织的 NAD+ 含量维持上皮完整性与稳态——神经不仅是"电线",还是角膜的"能量遥控器"。

2022 年,华中科技大学同济医院的 Pu 团队在《Biomedicine & Pharmacotherapy》发表研究:NMN 通过 SIRT1/Nrf2/HO-1 通路增加高糖处理下人角膜上皮细胞的活力,并恢复受损的紧密连接——糖尿病角膜病变场景下,NMN 保护"保护窗"的机制证据。

2026 年,温州医科大学的 Lian 团队在《Advanced Science》发表研究:干眼症中,泪膜不稳定引发的高渗应激下调 SIRT1,促进角膜上皮细胞发生铁死亡(由 GPX4 介导);药理激活 SIRT1 可缓解这一损伤——这是 2026 年发表的新发现:镜头干燥导致的"金属部件生锈",同样受 NAD+ 依赖的调控

RPE"底片维修队":NAMPT 与衰老

感光底片下方,铺着一层 视网膜色素上皮(RPE)——它像底片维修队:吞噬光感受器脱落的废弃膜盘、回收视黄醛、供给营养。RPE 衰老是年龄相关黄斑变性等退行性疾病的标志性事件。

2018 年,美国奥古斯塔大学的 Jadeja 团队在《Aging》发表研究:小鼠视网膜色素上皮的 NAD+ 水平随年龄下降,与补救合成限速酶 NAMPT 表达下降直接相关,伴随 p16、p21 等衰老标志物上升以及 SIRT1 表达与活性的显著降低——维修队的"回收闸门"失守,底片生态随之恶化。

2026 年,上海市第十人民医院的 Lin 团队在《Free Radical Biology and Medicine》发表研究:氧化应激诱导视网膜色素上皮产生促炎分泌,进而通过巨噬细胞上的 CD38 破坏 NAD+ 代谢,导致视网膜下免疫微环境失调——这是 2026 年发表的新发现:排水口 CD38 从"维修队"内部开始破坏,把炎症与 NAD+ 耗竭连成一条链

人体证据补充:LHON 与烟酰胺缺乏

除了青光眼试验,人体观察数据还指向一类遗传性视神经病。2021 年,法国昂热大学的 Bocca 团队在《Human Molecular Genetics》发表研究:对 18 名 Leber 遗传性视神经病变(LHON)患者与 18 名健康对照的慢性期血浆做非靶向代谢组分析,发现患者存在牛磺酸与烟酰胺缺乏的代谢特征——LHON 由线粒体 DNA 突变与复合物 I 功能缺陷引起,是线粒体视神经病的典型代表;该研究为观察性证据,缺乏烟酰胺不等于补充即可逆转,关联不等于因果。

研究局限:PARP 的双刃剑与补充剂边界

客观看待眼部 NAD+ 研究,必须正视几方面的复杂。其一是"抢修队超载":PARP(聚 ADP-核糖聚合酶)是 DNA 损伤的抢修队,但过度激活会疯狂消耗 NAD+。2020 年,吉林大学的 Pan 团队在《Cell Communication and Signaling》发表研究:可见光过度暴露时,mTOR 与 PARP-1 相互作用,驱动光感受器发生 parthanatos(PARP 依赖的程序性细胞死亡)——光线太强,"抢修队"反而把燃料库烧穿了。

其二是"干预翻车":2025 年,德国图宾根大学的 Zhu 团队在《Journal of Neurochemistry》发表研究:在携带人类同源视紫红质突变(常染色体显性视网膜色素变性)的小鼠模型中,PARP 活性对光感受器生存是必需的,抑制 PARP 反而加速损伤——这是 2025 年发表的新发现:同一把"双刃剑"在不同遗传背景下效果截然相反,PARP 抑制策略不能一概而论。

其三是"补充剂的边界":2025 年,英国伦敦摩尔菲尔德眼科医院的 Young 团队在《Eye》发表综述:系统检索 14 篇综述后发现,口服烟酸/烟酰胺虽被广泛作为保健品使用,仍伴随临床上值得关注的不良反应(如皮肤潮红、肝酶异常等),使用前需评估获益与风险——这是 2025 年发表的安全性综述,提醒"补维生素 B3"并非毫无代价。

其四是"证据缺口":眼部 NMN 的人体随机对照试验仍属空白,现有人体证据以青光眼烟酰胺研究为主;大量机制研究停留在细胞与动物模型;视网膜组织取样困难,直接测量活体人眼 NAD+ 的手段仍在发展;个体差异、剂量-反应关系也远未厘清。

展望:从"补燃料"到"养护整台相机"

回望这台"光学镜头"的 NAD+ 代谢,它是一场多部件协同的系统工程:感光底片靠糖酵解与氧化磷酸化双引擎供能,NMNAT1 是底片专属的电池装配车间,CD38 与 SARM1 是消耗端与自毁端的两个阀门,晶状体、角膜与视网膜色素上皮各有各的耗电与维修逻辑。

未来的研究正从"往燃料库加料"走向"让燃料被正确使用":发展活体人眼 NAD+ 的无创测量,厘清烟酰胺、NMN、NR 等前体在眼部各组织的分布差异,把代谢干预与防晒、控糖、护眼习惯结合——把眼睛当作一台需要整体养护的精密相机,而非一个简单的燃料罐。

眼睛是一台靠 NAD+ 维持运转的"光学镜头":感光底片的高耗能供能、NMNAT1 装配车间、CD38 与 SARM1 的消耗阀门、晶状体与角膜的衰老防线,共同构成眼部 NAD+ 代谢的完整图景;理解这条能量主线,才能客观看待 NAD+ 前体在视觉健康中的潜在价值与边界。

参考文献:

1、NAD+ and sirtuins in retinal degenerative diseases: A look at future therapies. Progress in Retinal and Eye Research, 2018. PMID: 29906612

2、Preventive and Protective Effects of Nicotinamide Adenine Dinucleotide Boosters in Aging and Retinal Diseases. International Journal of Molecular Sciences, 2025. PMID: 41303405

3、SIRT1 as a potential target for age-related eye diseases: mechanisms and therapeutic strategies. Human Cell, 2025. PMID: 40914928

4、Roles of glucose in photoreceptor survival. Journal of Biological Chemistry, 2011. PMID: 21840997

5、NAD(+) maintenance attenuates light induced photoreceptor degeneration. Experimental Eye Research, 2013. PMID: 23274583

6、Neuroprotective effects and mechanisms of action of nicotinamide mononucleotide (NMN) in a photoreceptor degenerative model of retinal detachment. Aging, 2020. PMID: 33373320

7、Mutations in NMNAT1 cause Leber congenital amaurosis with early-onset severe macular and optic atrophy. Nature Genetics, 2012. PMID: 22842229

8、Mutant Nmnat1 leads to a retina-specific decrease of NAD+ accompanied by increased poly(ADP-ribose) in a mouse model of NMNAT1-associated retinal degeneration. Human Molecular Genetics, 2021. PMID: 33709122

9、SARM1 depletion rescues NMNAT1-dependent photoreceptor cell death and retinal degeneration. eLife, 2020. PMID: 33107823

10、Oxidative DNA damage drives apoptotic photoreceptor loss in NMNAT1-associated inherited retinal degeneration: a therapeutic opportunity. Cell Death & Disease, 2026. PMID: 41922335

11、CD38 Deficiency Protects Mouse Retinal Ganglion Cells Through Activating the NAD+/Sirt1 Pathway in Ischemia-Reperfusion and Optic Nerve Crush Models. Investigative Ophthalmology & Visual Science, 2024. PMID: 38776115

12、CD38-NAD(+) Axis: New Insights into Glaucoma Therapy. Molecular Neurobiology, 2025. PMID: 40696206

13、Loss of Sarm1 reduces retinal ganglion cell loss in chronic glaucoma. Acta Neuropathologica Communications, 2024. PMID: 38331947

14、Nicotinamide and Pyruvate for Neuroenhancement in Open-Angle Glaucoma: A Phase 2 Randomized Clinical Trial. JAMA Ophthalmology, 2022. PMID: 34792559

15、Effects of nicotinamide supplementation in normal-tension glaucoma: a crossover placebo-controlled randomised clinical trial. British Journal of Ophthalmology, 2026. PMID: 41167798

16、Improvement in inner retinal function in glaucoma with nicotinamide (vitamin B3) supplementation: A crossover randomized clinical trial. Clinical & Experimental Ophthalmology, 2020. PMID: 32721104

17、SIRT1 Prevents Lens Epithelial Cell Senescence During Age-Related Cataract via Regulating p66Shc. Aging Cell, 2025. PMID: 40569566

18、SIRT1 Inhibits High Glucose-Induced TXNIP/NLRP3 Inflammasome Activation and Cataract Formation. Investigative Ophthalmology & Visual Science, 2023. PMID: 36881408

19、Nicotinamide Mononucleotide Alleviates the Development of Fibrotic Cataract by Modulating the Nrf2/FPN1 Signaling Pathway. FASEB Journal, 2025. PMID: 41416389

20、Corneal Denervation Causes Epithelial Apoptosis Through Inhibiting NAD+ Biosynthesis. Investigative Ophthalmology & Visual Science, 2019. PMID: 31415077

21、Nicotinamide mononucleotide increases cell viability and restores tight junctions in high-glucose-treated human corneal epithelial cells via the SIRT1/Nrf2/HO-1 pathway. Biomedicine & Pharmacotherapy, 2022. PMID: 35123232

22、SIRT1 Prevents Ferroptosis in Corneal Epithelial Cells by Enhancing HIF1α Protein Stability in Dry Eye Disease. Advanced Science, 2026. PMID: 41739054

23、Loss of NAMPT in aging retinal pigment epithelium reduces NAD+ availability and promotes cellular senescence. Aging, 2018. PMID: 29905535

24、Oxidative stress-induced proinflammatory secretion from retinal pigment epithelium disrupts NAD+ metabolism via CD38 on macrophages leading to immune microenvironment dysregulation. Free Radical Biology and Medicine, 2026. PMID: 41308935

25、A plasma metabolomic signature of Leber hereditary optic neuropathy showing taurine and nicotinamide deficiencies. Human Molecular Genetics, 2021. PMID: 33437983

26、PARP Activity Is Essential for Retinal Photoreceptor Survival in the Human Homologous RhoI255del Mouse Model for Autosomal Dominant Retinitis Pigmentosa. Journal of Neurochemistry, 2025. PMID: 41427648

27、mTOR may interact with PARP-1 to regulate visible light-induced parthanatos in photoreceptors. Cell Communication and Signaling, 2020. PMID: 32066462

28、The adverse effects of oral niacin/nicotinamide - an overview of reviews. Eye, 2025. PMID: 40999226

 

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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