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为解决猪精液液态保存时的氧化损伤问题，来自西北农林科技大学等机构的研究人员探究 NMN 对猪精液质量的影响，发现 NMN 可通过调节 SOD2-ROS 轴等提升猪精子质量，为猪精子体外液态保存提供新方法。
在猪的养殖生产中，人工授精（AI）是一项至关重要的生物技术，目前 17°C 精液液态保存是应用最为广泛的方法。公猪精子质量的重要性日益凸显，因为它直接关系到母猪人工授精后的受孕率和产仔数量。在 17°C 液态保存过程中，维持高质量的猪精子十分关键。活性氧（ROS）是猪精液液态保存的主要障碍，随着保存时间延长，精子质量逐渐下降，ROS 却不断增加。虽说 ROS 对于精子的某些功能，如获能和顶体反应是必要的，但过量积累会导致脂质过氧化和 DNA 断裂，进而降低精子质量和生育能力。因此，减轻氧化应激的策略对保证猪精子液态保存的成功极为关键。研究表明，添加外源抗氧化剂能减轻猪精子液态保存时过量的 ROS，可其在添加方式、稳定性和实用性方面存在的问题，限制了在养猪生产中的应用。此外，由于猪和人类精子在生理上具有相似性，猪精子液态保存技术的进步可为人类精子保存提供有价值的参考。
烟酰胺单核苷酸（NMN）是一种天然存在的生物活性核苷酸，由磷酸基团与含有核糖和烟酰胺的核苷反应生成，它是维生素 B 的衍生物，也是体内烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）最直接的前体。NMN 的抗氧化特性通过转化为 NAD+来实现，NAD+作为辅酶在各种氧化还原反应中发挥关键作用，帮助细胞抵抗氧化损伤。尽管 NMN 具有抗氧化潜力，但它作为精液稀释剂添加剂的应用尚未得到研究。NMN 还能激活去乙酰化酶 3（SIRT3），这是一种调节细胞内氧化还原稳态的线粒体酶，可促进细胞自我修复和抗氧化能力。而且，NMN 能提高线粒体能量生成效率，减少线粒体自由基的产生。线粒体作为细胞的 “能量中心”，其功能的增强可直接减轻氧化损伤。此前研究发现，在公猪饲料中添加 NMN 可改善公猪精子质量。不过，NMN 对猪精子液态保存的影响，以及 NMN 激活 SIRT3 后调节 ROS 浓度的分子机制仍有待探索。
维持精子的能量代谢对精子质量至关重要，有助于提高精子活力。线粒体是精子细胞中重要的能量产生细胞器，在这些过程中发挥着不可或缺的作用。近期研究显示，NMN 可增强老年小鼠骨骼肌的线粒体呼吸能力，改善皮质酮（CORT）处理小鼠海马体和肝脏的线粒体能量代谢。近年来，由于 NMN 对生殖细胞能量代谢的有益作用，它在动物繁殖领域受到关注。此外，NMN 还能通过恢复线粒体功能改善老化卵母细胞的质量，并提升支持细胞的能量代谢功能。但 NMN 影响精子能量代谢的调控信号通路仍不明确。
本研究旨在探究 NMN 对猪精液长时间液态保存过程中质量特性的影响，重点关注其对精子活力和线粒体功能的作用。
实验动物来自陕西正能种猪基因科技有限公司。选取 8 头健康的 24 - 26 月龄成年杜洛克公猪，在标准饲养条件下定期监测精子质量，为后续实验做准备。本研究中使用的化学试剂，除特殊说明外，均购自美国密苏里州圣路易斯市的 Sigma 化学公司，还用到了 Beltsville 解冻液（BTS，精液稀释剂） 。
研究人员将公猪精子稀释后在细胞外培养基中保存，并在第 0、1、3、5 和 7 天收集样本，检测 NAD+含量和精子质量指标。结果显示，随着保存时间的延长，NAD+浓度显著下降（P＜0.05），同时精子活力、平均路径速度（VAP）、直线速度（VSL）和曲线速度（VCL）也随之降低（P＜0.05）。而且，NAD+浓度与精子活力（r2= 0.982，P＜0.001）、VAP（r2= 0.967，P＜0.0001）、VSL 均呈正相关。
在精液稀释液中保存精子可显著延长其存活时间，但氧化损伤仍是液态保存过程中维持精子活力的关键难题。有效减轻氧化损伤对保持液态保存精子的质量至关重要。NMN 因其强大的药理特性备受关注，然而其在精子保存中的潜在作用此前却未被深入研究。
综上所述，NMN 可通过调节超氧化物歧化酶 2（SOD2） - ROS 轴，并激活 SIRT3 促进氧化磷酸化（OXPHOS），进而提升猪精子质量。此外，NMN 有望作为精液稀释剂的补充成分，对哺乳动物精子保存具有重要意义。这些研究结果为开发先进的猪精子体外液态保存试剂提供了新途径，也为深入了解精子生理学和代谢调控提供了新视角。
本研究中所有与动物相关的实验程序均符合中国动物福利和伦理准则及相关法规，并获得西北农林科技大学动物保护协会的批准（NWAFU No. 20210415）。
本研究得到了中国农业研究系统（CARS - 35 - PIG）和陕西省重点研发计划（No. 2022ZDLNY01 - 04）的支持。
Bojan Nataraj 负责项目管理、研究方法制定和调查；Cao Chaoyue 撰写初稿、进行监督并负责软件相关工作；Qin Xue 参与研究方法制定、形式分析和概念构思；Chai Jiawen 负责监督和数据整理；Pang Weijun 参与撰写、审核和编辑，负责可视化处理并参与概念构思；Zhang Haize 负责数据整理和概念构思。
在论文撰写过程中，作者未使用任何生成式人工智能和人工智能辅助技术。
作者声明与本文内容不存在利益冲突。
