生命学院张翼锋组与合作者发现烟酰胺单核磷酸在骨折修复中的作用

近日，上海科技大学生命科学与技术学院张翼锋课题组和中国科学院分子细胞科学卓越创新中心赵允课题组合作，在学术期刊《治疗诊断学》（Theranostics）发表了题为“Nicotinamide mononucleotide enhances fracture healing by promoting skeletal stem cell proliferation” 的文章，该研究发现烟酰胺单核磷酸（NMN）可以在损伤早期通过促进骨折骨痂部位干细胞的增殖从而促进骨折愈合。

骨折后断端的骨再生是一个以软骨内成骨为主导的复杂过程，临床上，软骨痂体积的大小是评估骨折早期愈合及断端最终修复进程的重要指标。软骨痂的形成源于骨损伤初期异质性骨骼干细胞的增殖和向软骨细胞的分化，而不利因素如衰老、吸烟和糖尿病等会阻碍骨损伤干细胞的扩增，进而阻碍软骨痂的形成，最终增加延迟愈合或不愈合的发生率。骨骼干细胞的活性对骨损伤的愈合至关重要。

NMN是NAD（烟酰胺腺嘌呤二核苷酸）的重要生物合成前体和促进剂，通过外源性给药可以提升体内NAD水平，从而缓解与衰老相关的骨质流失及其引发的骨质疏松症。此外，NMN对维持骨稳态中的干细胞活性也发挥显著作用。然而，NMN是否能促进骨折断端骨骼干细胞的增殖功能并加速骨折愈合，目前仍不明确。

本工作通过建立小鼠股骨横断骨折模型，评估了外源NMN给药对于骨折愈合产生的短期和长期效应，发现骨痂内提升的NAD含量可促进软骨痂的形成，加速了软骨痂向硬骨痂的转化。软骨痂的增大可归因于NMN通过上调Notch信号通路，促进损伤部位多种骨骼干细胞的扩增。NMN的促干细胞增殖作用和促迁移作用在体外实验中得到了验证。此外，通过氯膦酸盐脂质体清除巨噬细胞后，骨痂内受益于NMN的干细胞增殖潜能显著受损，表明巨噬细胞与干细胞的相互作用在骨痂形成过程中至关重要。综上所述，该研究为NAD中间体（如NMN、NR等）在骨损伤修复中的潜在应用提供了新的思路。

上海科技大学生命科学与技术学院硕士毕业生石懿天和中国科学院分子细胞科学卓越创新中心彭甲银副研究员为该论文共同第一作者，张翼锋教授和赵允研究员为本文的共同通讯作者。上海科技大学为第一完成单位。

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https://www.thno.org/v14p5999