Food Funct. | 抗氧天花板麦角硫因的强大抗衰功效

科技 2024-11-01 16:41 上海

人体衰老是一个多维度的自然过程，它导致皮肤失去水分和弹性，出现干燥、皱纹和色素沉着；记忆力减退影响认知功能；头发脱落影响外观和自信；抵抗力下降增加生病风险；骨骼和关节退化影响活动能力。这些衰老现象不仅影响外观和自我感觉，还深刻影响着健康和生活质量。因此，在全球人口老龄化的背景下，寻找有效干预措施以延缓机体器官衰老变得尤为迫切。麦角硫因（EGT），作为一种含硫氨基酸，因其强大的抗氧化活性而备受关注。

2024年10月30日，来自华中农业大学食品科学技术学院的李凯凯副教授联合华熙生物合成生物学研发平台负责人王瑞妍在《Food & Function》杂志发表了题为“Ergothioneine improves cognitive function through ameliorating mitochondrial damage and decreasing neuroinflammation in a d-galactose-induced aging model”的研究论文，该团队利用D-半乳糖诱导的衰老小鼠模型，深入探究了EGT的抗衰老效果。实验结果显示，EGT干预能显著改善衰老小鼠的识别记忆能力，增加脑内cAMP和BDNF水平，提高PSD95的密度和表达，同时通过Nrf2/HO-1途径减少MDA含量和增强T-SOD活性，减轻氧化应激。此外，EGT通过调节AMPK/SIRT1/PGC-1α途径改善线粒体功能，减轻D-半乳糖诱导的海马神经元损伤，提高小鼠学习和记忆能力。具体数据显示，EGT处理后，小鼠海马神经元中的BDNF含量显著增加，与模型组相比提高了约40%；同时，海马神经元的MDA水平在EGT干预下显著降低，下降了约30%。这些结果表明，EGT作为一种潜在的饮食策略，能够有效改善年龄引起的记忆损伤。

图1. 人体器官衰老随年龄变化

研究人员探究了EGT对D-半乳糖诱导的衰老小鼠体重和血糖的影响。在实验期间，各组小鼠的食物摄入量没有显著差异。然而，与正常对照组相比，D-半乳糖注射组小鼠的体重显著降低（22.94 ± 2.11克对比25.37 ± 2.14克，P<0.05），表明D-半乳糖成功诱导了衰老模型。经过EGT处理后，小鼠体重与对照组相比没有显著差异，说明EGT可能对衰老小鼠的体重下降有缓解作用。此外，EGT处理的小鼠血糖水平与D-半乳糖组相比也显示出类似的结果，表明EGT可能对衰老相关的代谢异常有一定的调节作用。

图2. EGT对D-半乳糖诱导的衰老小鼠体重和血糖水平的影响

接下来，研究人员观察了EGT在小鼠体内的血液药物浓度和器官分布情况。研究发现，在给予20 mg/kg EGT剂量下，肝脏中EGT含量最高，达到28.68 ± 16.38 ng/mg蛋白，与其他器官如小肠、大脑和眼球相比有显著差异。特别是在大脑中，EGT的含量为1.44 ± 0.39 ng/mg蛋白，这一数据表明EGT能够穿越血脑屏障并在脑组织中富集，这对于其在抗衰老和改善认知功能中的作用至关重要。

图3. EGT在小鼠体内的血液药物浓度和器官分布

研究人员评估了EGT对D-半乳糖诱导的衰老小鼠记忆损伤的影响。通过新物体识别实验和莫里斯水迷宫测试（MWM），研究人员发现，与正常对照组相比，D-半乳糖注射组小鼠的新物体识别指数显著降低，而20 mg/kg EGT的处理显著提高了这一指数（P<0.05），表明EGT能够改善衰老小鼠的识别记忆能力。在MWM测试中，D-半乳糖组小鼠的逃避潜伏期显著高于对照组，而EGT处理减少了这一潜伏期，特别是40 mg/kg EGT组的效果最为显著（P<0.05）。此外，D-半乳糖组小鼠穿过目标平台的次数显著低于对照组，而40 mg/kg EGT处理后，这一次数显著增加（P<0.05），进一步证实了EGT对改善衰老小鼠空间记忆能力的积极作用。

图4. EGT对D-半乳糖诱导的衰老小鼠记忆损伤的影响

研究人员探究了EGT对D-半乳糖诱导的衰老小鼠海马神经元损伤的影响。与对照组相比，模型组小鼠脑内BDNF含量显著降低，而EGT处理组（特别是中等剂量和高剂量组）的BDNF水平显著增加，表明EGT能够促进脑源性神经营养因子的表达，进而可能改善学习和记忆能力。同时，模型组小鼠海马中的cAMP水平降低，而EGT处理能够显著提高cAMP水平，这一结果与BDNF的变化趋势一致，进一步证实了EGT对认知功能的正面影响。此外，EGT处理还逆转了D-半乳糖引起的5-HT水平下降，这对于情绪调节和认知功能同样重要。在尼氏染色中，EGT处理显著增加了海马神经元的尼氏体数量，减少了空泡样细胞的数量，表明EGT对保护神经元结构具有积极作用。最后，EGT处理显著降低了模型小鼠海马组织中p-Tau的表达水平，这表明EGT可能通过抑制Tau蛋白的磷酸化来减轻神经退行性变。

图5. EGT能够减轻D-半乳糖诱导的海马神经元损伤

研究人员探讨了EGT对D-半乳糖诱导的衰老小鼠神经炎症的影响。结果显示，与对照组相比，模型组小鼠海马中的Iba-1水平显著升高，表明小胶质细胞激活增加，而40 mg/kg EGT处理显著降低了Iba-1水平，表明EGT能够减轻神经炎症。此外，D-半乳糖诱导的促炎细胞因子如TNF-α、MCP-1和IL-6的水平增加，而EGT处理能够逆转这种增加，特别是在TNF-α和MCP-1的水平上，这进一步证实了EGT在抗神经炎症方面的潜力。

图6. EGT对D-半乳糖诱导的衰老小鼠神经炎症的影响

图7. EGT能够减轻D-半乳糖诱导的脑氧化应激

进一步，研究人员评估了EGT对D-半乳糖诱导的衰老小鼠脑氧化应激状态的影响。与对照组相比，模型组小鼠脑中的MDA水平显著增加，而所有EGT处理组的MDA水平显著降低，表明EGT具有减少氧化损伤的能力。尽管SOD活性和GSH水平在EGT处理组没有显著变化，但也显示出增加的趋势。此外，模型组小鼠海马中的Nrf-2和HO-1蛋白表达水平显著降低，而20 mg/kg和40 mg/kg EGT处理显著增加了这些抗氧化因子的表达，表明EGT可能通过激活抗氧化防御信号通路来改善脑氧化应激。分子对接结果进一步显示EGT与Keap1形成稳定的氢键，具有较低的结合能量（-5.56 kcal/mol），这可能有助于解释EGT在抗氧化应激中的作用机制。

图8. EGT对D-半乳糖诱导的衰老小鼠突触功能的影响

研究人员探讨了EGT对D-半乳糖诱导衰老小鼠突触功能的影响。通过透射电子显微镜（TEM）观察海马突触结构的变化，结果显示D-半乳糖处理的小鼠突触后致密物质的长度、宽度和数量显著减少，而EGT干预显著恢复了这些突触结构损伤。此外，Western blot结果表明，40 mg/kg EGT处理显著提高了D-半乳糖小鼠海马中PSD95的水平（P<0.01），PSD95是一种突触后致密蛋白，其水平的增加与突触功能和可塑性的增强有关。这些发现表明，EGT通过改善突触结构和功能，可能对衰老相关的突触功能障碍和认知能力下降具有保护作用。

图9. EGT对D-半乳糖诱导的衰老小鼠海马线粒体功能的影响

研究人员评估了EGT对D-半乳糖诱导衰老小鼠海马线粒体功能的影响。通过透射电子显微镜观察，与对照组相比，D-半乳糖组小鼠海马线粒体出现肿胀、嵴断裂和膜破裂等损伤，而EGT处理组小鼠海马线粒体损伤明显减少。此外，EGT处理显著提高了衰老小鼠海马中P-AMPK、SIRT1和PGC-1α的表达水平，这些分子是维持能量代谢平衡和调节认知功能的关键信号分子。特别是，P-AMPK和PGC-1α的水平在EGT处理后显著增加，表明EGT可能通过激活AMPK-SIRT1-PGC-1α信号通路来保护线粒体功能，减少氧化应激和炎症反应，从而改善认知功能。

图10. EGT对D-半乳糖诱导的衰老小鼠肠道通透性的影响

最后，研究人员探究了EGT对D-半乳糖诱导衰老小鼠肠道通透性的影响。免疫组化染色结果显示，与对照组相比，D-半乳糖组小鼠结肠紧密连接蛋白ZO-1的表达降低，而EGT处理后ZO-1表达增加，表明EGT可能通过增强肠道屏障功能来减少肠道通透性。此外，与模型组相比，40 mg/kg EGT处理显著降低了血清中LPS的含量（P<0.05），减少了外源性物质进入血液循环。同时，D-半乳糖显著增加了血清中炎症细胞因子TNF-α、IL-6和MCP-1的水平，而EGT处理能够显著降低这些炎症因子的产生，尤其是TNF-α。这些结果表明，EGT通过改善肠道屏障功能和降低系统性炎症反应，可能对衰老相关的肠道功能障碍和神经炎症具有保护作用。

总之，这项工作不仅为理解EGT在改善衰老相关认知损伤中的作用机制提供了科学依据，也为开发新的抗衰食品和药物提供了潜在靶点。通过调节机体内部的抗氧化和抗炎途径，EGT的干预策略有望成为预防和治疗衰老相关神经退行性疾病的新途径，对于提高老年人的生活质量具有重要意义。这项研究的发现，不仅在学术上为抗衰老领域贡献了新的知识，也在实际应用中为老年人群提供了改善认知健康的新希望，展现了科学研究在促进人类健康中的重要作用。

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