《Nature Aging》（Q1，IF=17）上发表的研究包括关于衰老和长寿生物学的研究，旨在阐明在生物水平上什么是衰老，以及如何利用这些生物过程来延长寿命和健康寿命。该杂志还以转化和临床研究为特色，专注于主要影响老年人的疾病。特别欢迎在各种动物模型中检查衰老与疾病之间联系的转化研究;专注于衰老相关疾病的临床研究，包括与年龄相关的癌症、代谢综合征、炎症、心血管疾病和神经系统疾病;以及专门针对老年人的医疗和健康研究，例如老年病学和老年学研究。还延伸到解决与全球人口老龄化相关的社会经济挑战和机遇的研究，以及以我们社会的老层为中心的全球和公共卫生研究。这些研究包括对老年人的身体、心理和社会福祉、老龄化人口统计数据和流行病学的研究。
导读
在高收入国家，预期寿命的延长和出生率的降低导致了人口老龄化。衰老与癌症、心血管、代谢、肾脏和神经退行性疾病等与年龄相关的疾病的增加有关，这些疾病是全世界死亡的主要原因。这导致老年人的生活质量下降，医疗保健支出增加，从而带来社会和经济负担。因此，目前老龄化领域的研究侧重于提高健康寿命（即一个人身体健康的年数）而不是寿命。现在人们普遍认为，将衰老作为一个整体而不是单一的病理来治疗，可能代表着一种更有效的策略，可以解决与年龄相关的疾病并延长老年人的健康寿命。
已经证明，选择性去除衰老细胞可以延长老年动物的寿命并恢复其健康寿命。植物提取物长期以来一直用于治疗土著、传统或民间医学中与年龄相关的疾病。越来越多的研究已经确定了具有假定抗衰老特性的植物化学成分（例如，多酚、类黄酮、萜类化合物）。
在本研究中，我们测试了 玻利维亚鼠尾草 （Salvia haenkei （SH）的标准化提取物（称为 Haenkenium （HK））的体内抗衰老潜力。报告说明，用每日低剂量的饮用水中 HK 治疗自然衰老的小鼠减少了衰老细胞的积累，并缓解了几个与衰老相关的参数，包括寿命、身体素质、纤维化、骨矿化和炎症。HK 治疗还减少了治疗诱导衰老 （TIS） 小鼠的衰老。实验表征了 HK 的化学成分，并确定了膳食类黄酮木犀草素和木犀草素-7-O-葡萄糖醛酸苷是 HK 植物复合物中的推定活性化合物。木犀草素先前已在文献中被确定为在不同模型中促进抗氧化和抗炎作用。因此，在本研究中，我们提出了一种机制，通过该机制，类黄酮木犀草素通过破坏 p16-CDK6 相互作用来抑制衰老，这可能适用于未来疗法的开发。
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2.HK 治疗改善了多个组织的衰老表型
实验人员试图了解 HK 管理是否能够抵消这种表型。皮肤组织的苏木精和伊红 （H&E） 染色显示，在 HK 处理组中，通过毛囊直径测量，毛囊小型化显著改善。由于肌肉骨骼虚弱是老年受试者的一个关键问题，我们调查了治疗对动物骨骼、关节和肌肉健康的影响。通过显微计算机断层扫描和组织学进行的骨结构分析显示，24 个月大小鼠股骨的骨矿物质密度 （BMD） 增加，以及通过 H&E 和番红染色确定的膝关节软骨年龄驱动的退行性改变减少。接下来评估了未经治疗或接受 HK 治疗的年轻和老年小鼠的前肢握力。与年轻的动物相比，老年动物的握力降低，而治疗显着改善了老年小鼠的力量损失。此外，我们发现与年轻小鼠相比，老年小鼠的肌纤维横截面积 （CSA） 显着降低，通过胫骨前肌的抗肌萎缩蛋白和 4,6-二脒基-2-苯基吲哚 （DAPI） 的免疫荧光确定 HK 治疗有改善的趋势。衰老过程通常会导致肾功能下降。在这方面，来自治疗小鼠的石蜡包埋肾脏的 H&E 染色显示肾小球直径减小到与年轻小鼠相当的水平。未经治疗的 24 个月大小鼠的肾脏显示 Bowman 囊大小增加—这是肾脏衰老的既定改变—通过测量肾小球直径确定。这种效果因 HK 治疗而减弱。此外，通过猪血天狼星红 （PSR） 染色和实时定量 PCR 逆转录 （RT-qPCR） 分析检测细胞外基质蛋白，如胶原蛋白 （Col1a1、Col3a1） 和纤连蛋白 （Fn1）)的 1 个。HK 治疗还降低了与肾脏疾病相关的几种循环血清标志物的水平，例如胱抑素 C。对年轻、老年未治疗和老年治疗小鼠的肾脏裂解物的蛋白质组分析器分析还显示，HK 治疗逆转了与年龄相关的 Pentraxin-2/SAP 和 Lipocalin-2/NGAL 的增加——这两种蛋白分别与炎症和肾脏损伤相关。综上所述，这些数据表明，老年小鼠的 HK 治疗可以缓解体内几种与年龄相关的表型，例如脱发、肌肉骨骼虚弱和肾纤维化。
3.HK 对衰老相关分子途径的影响
为了评估 HK 影响细胞功能以延长体内寿命的机制，我们对接受治疗的小鼠的腓肠肌进行了批量 RNA 测序 （RNA-seq）。通过使用 DESeq2，我们首先对老年和年轻动物的肌肉特异性转录组进行了差异表达分析，以得出衰老特征。这种衰老特征包括差异表达基因 （DEG），通过比较老年小鼠和年轻小鼠，这些基因上调或下调。接下来，我们使用这种衰老特征来研究与年龄匹配的成年未治疗对照 （24 个月大的小鼠） 相比，HK 治疗小鼠肌肉中发生的转录扰动。首先，我们确定了在衰老过程中上调 （338 DEGs） 或下调 （109 DEGs） 的基因，并发现 HK 处理的小鼠在老年小鼠中表现出上调的基因下调，反之亦然（图 D）。在这些基因中，我们确定了一个主要的基因簇，与年轻小鼠相比，未经治疗的老年小鼠中上调（图 D）。值得注意的是，在衰老中上调的基因簇在与炎症、免疫激活和衰老或 SASP 相关的通路特征中过度代表，包括最近描述的 SAUL_SEN_MAYO 基因集。随后，与未治疗的小鼠相比，HK 治疗强烈降低了衰老特征。
受到这些结果的启发，我们对腓肠肌整个测序中涉及衰老的其他途径进行了额外的分析。除了衰老基因集SAUL_SEN_MAYO外，我们还通过对手动策划的基因集进行基因集富集分析 （GSEA） 来评估其他与衰老相关的途径，用于营养感应、蛋白质稳态丧失、干细胞维持、线粒体生物发生、端粒长度、基因组不稳定性和表观遗传变化。其中，我们发现 HK 治疗下调了 SAUL_SEN_MAYO 。相反，营养感应、蛋白质稳态丧失、干细胞维持、线粒体生物发生、端粒长度、基因组不稳定性和表观遗传变化不受 HK 处理的影响。此外，我们通过蛋白质印迹分析检查了各种过程，包括未折叠蛋白反应（通过 p-eIF2α 水平评估）、营养感应（通过 p-4EBP1 和 pS6 水平评估）、自噬（通过 LC3A/B I 和 LC3A/B II 水平测量）和线粒体健康（由 PGC1α 水平决定）。与我们的转录组学评估一致，这些研究的过程都没有因衰老或随后的 HK 治疗而表现出扰动。总之，我们的数据表明 HK 治疗调节与炎症和衰老相关的腓肠肌衰老的转录组特征。
4.HK 治疗抑制衰老
我们通过对肌肉样本进行 RT-qPCR 证实了我们关于下调肌肉衰老特征的发现，揭示了 HK 治疗降低了 Cdkn1a 和 Tp53 的 mRNA 表达。鉴于HK 下调了肌肉中衰老相关基因和基因集，我们探索了其他器官的衰老特征，这些器官被描述为 HK 治疗从表型衰老中得到改善。出于这个原因，我们对 24 个月未处理和处理的小鼠进行了免疫组织化学 （IHC） 分析，分析了不同的衰老标志物，如 p16、p27、γH2AX 和 53BP1。对皮肤进行的 p16、p27 和 γH2AX IHC 染色显示这些标志物在衰老过程中上调，HK 治疗恢复了这种表型。我们还研究了这些标志物在肾脏（另一种受衰老影响的组织）中的表达。衰老标志物 p16、p27 和 53BP1 在衰老过程中显著上调，同时被 HK 处理减弱。此外，由于 SH 的老年抑制作用先前在体外肺成纤维细胞中显示，我们还通过通过 IHC 探索 p27 在 24 个月大 HK 治疗小鼠肺部的表达来研究其体内疗效。与在皮肤和肾脏中观察到的情况类似，HK 治疗减轻了与年龄相关的 p27 水平增加。总之，这些结果表明 HK 处理降低了体内不同组织中由衰老驱动的几种衰老标志物的水平。
5.HK 可防止阿霉素诱导的衰老和心脏毒性
除了自然衰老外，化疗等几种压力源也会诱导衰老细胞在癌症和健康组织中积累。全身衰老积累是化疗和放疗 （TIS） 的主要副作用，会导致癌症患者的生活质量受损。由于 HK 可以减轻自然衰老小鼠的衰老，我们还假设 HK 可以预防 TIS。出于这个原因，我们利用了阿霉素 （Doxo） — 一种用于治疗各种类型癌症的强效化疗剂，已知通过引起 DNA 损伤和氧化应激来诱导细胞衰老。我们在衰老报告小鼠模型 p16 中测试了 HK 的疗效，其中 p16 的启动子控制荧光素酶报告基因的表达。单次注射 Doxo 足以诱导衰老，如通过腹膜内注射 Doxo 给药 7 天后检测到的发光信号增加所证明的那样。然而，在 Doxo 给药前 3 天开始在饮用水中进行 HK 处理（0.5 mg kg−1，口服强饲法）足以成功减少 Doxo 处理的小鼠中 p16 阳性衰老细胞的积累并改善体重减轻。
Doxo 诱导的心脏组织内衰老以前已被描述为 Doxo 诱导的心功能障碍的关键病理机制，心脏毒性对 Doxo 的治疗使用构成限制。如前所述，用亚致死浓度 （200 nM） 的 Doxo 处理用于诱导人诱导的心肌细胞 （iCM） 衰老。衰老诱导后，用 HK 处理 iCM，这显着阻止了 iCM 衰老，如 SA-β-Gal 染色确定的那样，并将 p21 mRNA 降低到与未处理细胞相当的水平。
Doxo 通过损害 iCM 中离子通道的功能来驱动心脏毒性，导致 QT 间期延长，这是患者致心律失常性心肌病的基础。在 Doxo 处理的衰老 iCM （SenCM） 中，我们发现通过 Bazzett 公式 （QTcB） 校正的 QT 间期显着延长。SenCMs 中 QTcB 的延长几乎完全被 HK 治疗挽救。单独的 HK 不会影响对照 iCM 的电生理特性。
综上所述，我们证明在化疗前进行 HK 给药可以减轻化疗的有害副作用，同时保持其治疗效果。HK 治疗导致全身衰老积累显着减少，防止衰老驱动的心脏毒性，并最终恢复正常的心脏功能。
6.HK 组成木犀草素在衰老中对 p16-CDK6 的调节
由于 HK 是一种含有多种植物成分的植物提取物，因此我们进行了超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱 （UPLC-QTOF-MS） 表征以鉴定主成分。提取物中的三类主要分子是酚类/木脂素、类黄酮和萜烯（图 D）。5a 和补充表 4）。然后，我们探索了来自每类分子的 9 种成分。
我们选择专注于评估类黄酮—在许多植物性食物中发现的天然化合物。值得注意的是，Lut 是最普遍的已鉴定的类黄酮糖苷配基，与其衍生物一起占提取物的 1.33% （w/w））。因此，我们决定进一步探索 LUT 及其衍生物的影响。
LUT 处理以剂量依赖性方式阻止 SA-β-Gal 阳性细胞积累，其程度类似于紫外线照射的 IMR90 成纤维细胞中的 HK。SA-β-Gal 阳性也被 Doxo 诱导的衰老中的 Lut 阻止，其程度与 WI38 成纤维细胞和 Doxo 处理的 iCM 中的 HK 相似。在 HK-2 肾近端肾小管细胞中，诱导 100 mg/ml 衰老白蛋白处理，Lut 和 HK 改善衰老的趋势并不显著。总的来说，这些数据支持我们的假设，即木犀草素通过改善各种外部应激源诱导的不同细胞类型的 SA-β-Gal 阳性来代表 HK 植物复合物中的活性成分。
治疗显著防止 Doxo 诱导的 SA-β-Gal 阳性，表明 Lut 在相对较低的剂量下对衰老特征有改善作用。分析表明，木犀草素可以以强大的亲和力结合 CDK6，尽管与其他类黄酮或 HK 成分（例如，非瑟酮、芹菜素）具有相似的预测亲和力。
通过实验数据表明，木犀草素可以在衰老诱导条件下改变 p16 和 CDK6 之间的相互作用，从而可能改变衰老表型的发育。木犀草素和含木犀草素的植物提取物（如 HK）可以影响 CDK6-p16 轴，从而改变衰老表型。
结果
综上所述，我们的研究表明，HK 是一种来自 SH 的富含类黄酮的标准化天然植物提取物，可以显着改善与衰老表型调节相关的年龄相关组织功能障碍。我们确定 HK 含有木犀草素，并且木犀草素可能是 HK 的一些抗衰老作用的原因，这些作用与 p16-CDK6 相互作用的破坏有关。我们表明，HK 治疗以相对较低的剂量发挥显着的老年抑制和延长寿命作用，并且显示出良好的安全性。这些数据为未来研究和开发 HK 作为治疗年龄相关疾病的医疗食品或药物提供了良好的平台。
