2019年，印度一位73岁的超高龄产妇通过体外授精，生下了一对双胞胎女儿。她是目前已知的全世界范围内年龄最大的产妇。辅助生殖技术确实给很多不孕不育患者带来了希望，但是生育能力随年龄增加而下降是自然规律，高龄妇女不管是自然受孕还是辅助生殖的成功率都会降低。不过，目前人们仍未完全探究清楚年龄增长具体如何影响生育能力。
中国科学院生命科学院的刘兴国博士及其研究团队在《细胞衰老》（Aging Cell）期刊上发表了一篇文章，比较了年轻（31岁以下)和年长（37岁以上)女性的卵母细胞质量。他们的研究表明，年长女性卵母细胞中的线粒体DNA的点突变（一种只有一个或少数几个碱基发生改变的DNA突变）更多，胚胎被移植到子宫后发育形成囊胚的概率更低。
此外，研究人员还通过小鼠实验同样证实了线粒体DNA突变与雌性小鼠的生育能力下降有关，并且发现这是由于线粒体DNA突变的积累破坏了卵母细胞中NAD+ (烟酰胺腺嘌呤二核苷酸)和NADH（还原型烟酰烟腺嘌呤二核苷酸）两种物质的平衡。重要的是，这种不平衡可以通过在饮用水中添加NMN（β-烟酰胺单核苷酸）来得到改善，从而提高卵母细胞质量。这项研究指出，NMN或许可以用于治疗卵母细胞衰老，以促进年长或代谢紊乱的妇女的生育能力。
年龄增长导致的生育能力下降与线粒体功能障碍有关
年龄是影响男性和女性生育能力的关键因素之一。事实上，女性的生育能力通常在24岁达到顶峰，30岁之后下降，50岁之后则很少出现怀孕的情况。
研究显示在高龄引起的生育能力下降中，线粒体DNA突变导致的功能障碍在其中起到重要作用。线粒体是细胞内负责生产能量的结构，含有独立于细胞核的遗传物质DNA。线粒体DNA突变会在衰老过程中不断积累。卵母细胞是卵巢中不成熟的卵细胞，是人类生命的起点。线粒体DNA几乎完全由母亲通过卵母细胞传递给后代。
因此，在辅助生殖技术中，常常通过检测线粒体功能状态、线粒体DNA含量及完整性来评估卵母细胞的质量。但是，衰老、线粒体DNA突变和生育能力下降之间的联系还有待研究。
年长女性线粒体突变增多，授精能力下降
2020年9月，在刘兴国博士的带领下，该团队首次利用新一代测序技术（Next Generation Sequencing，NGS）量化了衰老对卵母细胞线粒体突变积累的影响。他们将受试女性分为年轻组（年龄小于31岁）和年长组（年龄大于37岁），对她们在人工授精过程中丢弃的未成熟卵母细胞进行了检测，以分析线粒体DNA的不同突变类型。
对比发现，在年长组中检测到的最丰富的突变是“点突变”，这种突变只影响基因序列中的一个或很少的核苷酸（基因中记录遗传信息的最小单位）。该研究还表明，线粒体DNA点突变数量与卵母细胞质量呈负相关，这个研究结果为辅助生殖中评估胚胎生存能力提供了一个潜在的评价指标。
接下来，研究人员检查了受试者年龄会具体影响人工授精的哪个环节。结果发现年轻组和年长组的授精率没有显著差异，但是在体外授精（In Vitro Fertilization，IVF）和卵母细胞胞浆内单精子注射（Intracytoplasmic sperm injection, ICSI）过程中，年长组的囊胚形成率明显低于年轻组。
总的来说，研究结果表明，年长女性患者的囊胚形成率下降与卵母细胞线粒体DNA点突变积累增加相关。
线粒体突变降低了NADH/NAD+比值
接下来，研究人员想知道线粒体DNA突变是如何影响卵母细胞质量的。他们使用了一种特殊的基因改造小鼠作为研究对象，这种小鼠的线粒体DNA缺失量是正常老鼠的7到10倍，点突变量是正常老鼠的2500倍。该小鼠模型可以被用于检测线粒体DNA突变对生育能力的影响。
研究结果表明，线粒体DNA突变会降低雌鼠的卵母细胞NADH与NAD+的比值，从而降低雌鼠的生育能力。值得注意的是，老龄小鼠卵母细胞的NADH/NAD+比值也同样发生降低。所以可以推断，年龄增加会出现线粒体DNA突变累积，通过降低NADH/NAD+比值来影响卵母细胞质量，从而降低生育能力。
NMN能够恢复线粒体突变小鼠的生育能力
NMN是动物体内一种固有的物质。研究发现给线粒体DNA突变增加的基因改造小鼠补充NMN，其卵母细胞中的NADH含量增加，而NAD+含量不变，说明补充NMN改善了基因改造小鼠卵母细胞中的NADH / NAD+的比例。
然后，研究人员想检测NMN使卵母细胞NADH/NAD+比值恢复正常水平是否对小鼠的生育能力有影响。为此，他们给线粒体DNA突变增加的转基因小鼠连续两周喂食含有NMN（900mg/Kg/天）的饮用水，并测量了这些小鼠的产仔数。结果发现，补充NMN的小鼠的产仔数量显著多于未补充NMN的小鼠。这一结果表明，NMN对改善这些雌性小鼠的不孕症有明显的作用。
NMN或许可以帮助人类提高生育能力
总的来说，这项研究通过系统地比较年轻和年长女性的卵母细胞质量以及线粒体DNA突变情况，发现了线粒体DNA点突变与卵母细胞质量负相关。这为预测辅助生殖中的胚胎存活率提供了另一个潜在的生物标志物；并且通过小鼠实验证明了NMN是一种潜在的候选药物，将有希望用于治疗线粒体DNA突变引起的卵母细胞衰老。
值得注意的是，这里使用的小鼠模型并不是一个衰老模型，而是一个线粒体突变模型。这些发现在应用于人类临床研究和辅助生殖之前，需要在一个更可靠的衰老模型中进行重复实验。