生活方式干预措施，包括运动，热量限制和间歇性禁食，增强健康范围。与衰老相关的保守途径的鉴定促进了对可以改善健康范围和寿命的药理干预措施的研究，其中包括阿司匹林，17α-雌二醇，阿卡波糖和Dihydroguaia Reticac，靶向特定基因和途径。在各种模型生物体中的最新研究表明，天然小分子的功效，包括姜黄素，白藜芦醇，雷帕霉素，槲皮素和procyanidin C1，在HealthSpan和Longevity中;但是，美国国家老化干预措施测试计划的结果令人失望的结果 。尽管雷帕霉素已被证明对模型生物的寿命具有更明显的影响，但由于脱靶的影响，它并不能改善健康状况。因此，开发一种可访问的治疗方法来改善健康和寿命至关重要。
Ginkgolide B （GB ）是Ginkgo Biloba提取物中发现的生物活性萜类化合物，已显示出具有各种健康益处 。我们最近报道，老年小鼠的GB给药可改善骨质疏松症，并促进肌肉再生。GB在老年成骨细胞中上调骨钙素，这是一种成骨细胞特异性的骨动物，可以改善与衰老相关的病态，例如肌肉削，代谢失调，认知变性和生育能力。此外，健康成人中GB的多次静脉注射表现出良好的安全性，耐受性和药代动力学特征。鉴于这些有希望的临床前发现和人类的安全性，有必要进一步研究GB影响健康范围的潜力。
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2025年1月31日，中国医药大学附设医院、麦凯纪念医院的研究人员在 Nature 子刊 Nature Aging 上发表了题为：Ginkgolide B increases healthspan and lifespan of female mice 的文章。研究揭示银杏叶中一种化合物——银杏内酯 B，能够延长雌性小鼠的寿命和健康寿命。连续口服GB，中位生存期和中位寿命分别延长了30%和8.5%。机制上，GB通过上调miR-27b-3p抑制Runx1表达，从而减少衰老诱导的Runx1+ 2B型肌核。功能分析表明，Runx1促进肌肉细胞衰老和细胞死亡。
摘要
各种抗衰老干预措施显示出延长寿命的希望，但许多措施无效，甚至对健康寿命有害。银杏内酯B （GB）来源于银杏叶，可降低衰老相关的疾病，如骨质疏松症，但其对健康寿命的影响尚未完全清楚。在这项研究中，我们发现，从20月龄开始，雌性小鼠连续口服GB，中位生存期和中位寿命分别延长了30%和8.5%。GB治疗还降低了肿瘤发病率；增强肌肉质量、体能和新陈代谢；减少了系统性炎症和衰老。骨骼肌组织的单核RNA测序显示，GB改善了与衰老相关的细胞类型组成、信号通路和细胞间通讯的变化。GB通过上调miR-27b-3p抑制Runx1表达，从而减少衰老诱导的Runx1+ 2B型肌核。通过功能分析，我们发现Runx1促进肌肉细胞衰老和细胞死亡。综上所述，这些发现提示了GB在延长健康寿命和促进健康老龄化方面的转化潜力。
1.GB减轻与衰老有关的肌肉浪费
我们调查了GB是否通过将GB施用到20个月大的雌性小鼠，相当于70-80岁的人类。给药2个月后，我们使用各种临床，实验室和单核RNA测序（SNRNA-SEQ）技术评估了HealthSpan的改善（图1A）。循环的骨钙素水平降低了媒介物的小鼠，通过GB给药增加了（图1B），在载体小鼠中观察到的水平。载体老鼠的骨骼肌与身体比率下降（图1C）和肌纤维CSA（图1D – F），随着肌间脂肪样组织的增加（图1g），这表明年龄小鼠和人类的肌肉退化，并且与老年人的发病率风险增加有关。衰老导致肌肉的总蛋白质含量降低（图1H），在转录水平下，肌肉萎缩标志物上调TRIM63和FBXO32（图1i ）。但是，在老年肌肉中仅改变了TRIM63蛋白表达（图1J）。与媒介物老鼠相比，GB显著增加了骨骼肌与身体比（图1C）和肌化纤维CSA（图1D，E ），并将肌纤维尺寸分布转移到较大的纤维（图1F），随着脂肪样组织的浸润减少（图1D和2G）。GB增加了蛋白质含量（图1H），在老年骨骼肌中下调TRIM63，这与载体小鼠相似（图1i，j）。GB总共逆转了与衰老有关的肌肉浪费（图1K）。
图1：GB可以改善与衰老有关的骨骼肌浪费
2.GB改善神经肌肉和身体性能以及肌肉变性
肌纤维类型转换、脂质浸润、胶原沉积和自发性中央肌核与衰老期间的肌肉收缩和身体活动能力下降相关。GB逆转了与衰老相关的纤维类型转换的变化，特别是1型和2B型肌纤维（图2i，上面板和图3j），并减少了与衰老相关的肌内脂质浸润的增加(图2i，中面板和图3k)、胶原沉积(图2i、底面板和图3l)和老年肌纤维中央肌核的数量(图2m)。与衰老相关的肌肉血管网络稀疏降低了肌肉对氧气、内分泌和营养物质的可及性，从而减少了肌肉蛋白质合成和收缩力，并最终随着衰老加重肌肉减少症44,45。GB使股深动脉扩张(图2n)和毛细血管密度(图2o)。
图2：GB给药可提高身体性能并改善老年小鼠的肌肉变性
3.GB可改善衰老相关的代谢异常
我们通过测量老年小鼠的体重、身体成分、食物和水的摄入量、葡萄糖耐量和胰岛素敏感性来评估代谢健康。在小鼠中，体重和身体成分可预测代谢健康和寿命，在长寿小鼠模型和人类中，体重减轻和瘦体重/脂肪比增加与健康寿命和寿命增加相关。GB在2个月后减轻了6%的体重(图3a)，全身脂肪量减少，瘦体重增加（图3b），达到了与年轻小鼠相似的身体成分（补充表1）。GB没有改变食物和水的消耗(图3c)。GB逆转了与年龄相关的血清甘油三酯和总胆固醇水平的变化(图3d)。我们进行了腹腔内葡萄糖耐量试验（IPGTT）和腹腔内胰岛素耐量试验（IPITT），并测定了糖代谢相关基因的表达，以检测GB是否影响糖调节能力。虽然在三组之间没有观察到空腹血糖水平的显著差异（图3e），但vehicle-aged小鼠表现出严重的葡萄糖耐受不良(图3f)，并显示与vehicle-young小鼠相比，骨骼肌和肝脏中葡萄糖代谢相关基因发生了改变（图3g，h）。GB改善了葡萄糖耐受不良(图3f)，并恢复了两组老年骨骼肌中葡萄糖代谢相关基因的表达水平(图3g；包括Glut4、Pkm、Glut2和Pklr)和肝脏(图3h；包括Pck1和Pklr)。GB降低了与衰老相关的餐后循环胰岛素水平和骨骼肌膜Glut4蛋白的升高(图3i，j)。这一观察结果提示Glut4在转录水平的表达可能是一种代偿机制，以响应与衰老相关的代谢状态的改变。尽管胰岛素水平有这些波动，胰岛素敏感性在各组中保持相对一致（图3k），这表明老年组虽然在餐后表现出胰岛素生成的代偿性增加，但仍保持与年轻组相似的胰岛素敏感性，这可能归因于女性对胰岛素的高敏感性。总之，GB给药部分逆转了与衰老相关的代谢失调，而不依赖于能量摄取/热量限制和胰岛素敏感性（图3l）。
图3:GB给药改善老龄小鼠的代谢健康
4.GB可改善衰老相关的衰弱
衰弱是一种与衰老相关的多维度不良健康下降状态，与寿命和健康寿命呈负相关。我们建立的小鼠虚弱指数。与vehicle-young小鼠相比，vehicle-age小鼠显示出显著较高的平均虚弱指数评分(图4a)，尽管在老年组中存在差异（图4b，c）。GB显著降低了与衰老相关的衰弱指数评分64.8%(图4a-c)，逆转了19项衰老相关的衰弱指标，并中度衰减了1项衰弱指标，但对听力损失和体重无影响。在gb处理的老龄小鼠中没有观察到衰弱的增加。相关分析表明，各测量值均有改善（图4d）。
5.GB调节炎性衰老
与衰老相关的无感染的慢性低度炎症（称为炎症）可导致衰老相关疾病和功能恶化。与vehicle-young小鼠相比，vehicle-老龄小鼠表现出不同的炎症特征，而gb处理的老龄小鼠表现出与年轻小鼠相似的特征（图4e）。衰老改变了40种循环蛋白中的30种，而GB显著改变了12种与衰老相关的蛋白。主成分分析（PCA）显示各组之间的炎症特征明显分离，GB小幅逆转了与衰老相关的变化（图4f）。我们使用FIT（一种机器学习方法）将研究结果外推到人类状况，确定了潜在的衰老生物标志物或抗衰老药物靶点，如TCA-3、IL-1α、G-CSF和TNF（图4g）。在多个老化组织（图4h）中，GB的抗炎特性通过下调IL-6和IFN-γ的表达得到证实。
图4:GB减轻了虚弱和炎症
5.GB降低了衰老负担
衰老表型促进衰老和衰老相关特征（如炎症），损害健康寿命和预期寿命。去除或逆转这些表型可减轻与衰老相关的特征。GB显著抑制多个器官中细胞周期检查点阻断因子p16， p19和p57的表达，但对脾脏中的p16和肺中的p57没有影响（图5a）。GB降低了多种组织中的DNA损伤标志物γ-H2AX（图5b）。与减少衰老相关的分泌表型（SASP），如IL-1β和IFN-γ（图4），GB系统地减轻了老龄小鼠的衰老负担。我们检测了GB改善h2o2诱导的衰老C2C12肌细胞衰老的能力（图5c）。GB显著减轻了衰老的特征，这可以从细胞大小的减少中得到证明(图5d)、增殖增强（图5e）和衰老相关β-半乳糖苷酶（SA-β-gal）表达降低(图5f)和γ-H2AX(图5g)，以及衰老标志物的减少（图5h）。间充质基质细胞（MSCs）对组织稳态和再生至关重要，但容易随着年龄的增长而衰老，导致退行性疾病。衰老的MSCs年轻化与健康寿命延长和组织变性缓解相关60,61,62。在h2o2诱导的衰老模型中（图5i）， GB恢复了纺锤体的形态和大小(图5j)，促进细胞增殖(图5k)和细胞活力(图5l)，降低p21、γ-H2AX和SA-β-gal染色水平(图5m-p)。这些发现强调指出，GB可能通过靶向细胞衰老来改善健康寿命。
图5:GB在体内和体外降低衰老标记物
6. GB重建了衰老肌肉的细胞生态系统
我们将整合数据集中的Ttn+肌核重新聚类为9个亚型，并基于已建立的肌纤维标志物对聚类进行注释，以评估不同的肌核亚群（图6a-d）。我们没有发现明显的混合肌核，即Myh亚型在同一个肌核内共表达（图6e）。GB逆转了与衰老相关的肌核数量和比例的改变，覆盖了由衰老改变的所有5个肌核亚簇（图6f，g）。衰老DEGs主要在Runx1+ 2B型肌核中鉴定，而GB DEGs和拯救DEGs的数量在Ctnna3+ 2B型细胞中观察到（图6h，i）。拯救DEGs在肌肉发育和RNA功能中富集（图6j）。与其他肌核类型相比，年龄最显著地改变了Runx1+ 2B型肌核的比例和DEG数量（图6f-h）。凋亡、细胞死亡和衰老通路显示核特异性富集（图6k）。
图6:snRNA-seq分析显示，与衰老相关的肌核变化被GB逆转
7.Runx1调控细胞衰老
我们证实老年肌肉中Runx1， P21, P16， γ-H2AX和Caspase 3的蛋白水平升高，GB处理后降低（图7a）。Runx1与各种衰老标志物以及Caspase 3之间存在稳健的正相关（图7b）。此外，在老年肌核中观察到明显的Runx1与p21和Caspase 3共定位，并且被GB给药减轻（图7c，d），这表明老年Runx1+ 2B型肌核可能发生核凋亡，导致自发性肌肉变性（自发性中央核是退行性肌纤维的标志）。GB降低了肌核中Runx1的表达和衰老诱导的Runx1+ 2B型肌核的数量（图6f，g），与肌纤维中自发性中央核的减少一致（图2m）。由于在Runx1+ 2B型肌核中很少观察到GB DEGs和Rescue DEGs（图6h），因此GB似乎降低了Runx1的表达，从而阻止了Runx1+ 2B型肌核的形成或促进了肌核特性的变化。
在h2o2诱导的衰老中，Runx1在C2C12中表达上调，而在GB处理后，这一表达降低（图7f）。在第4天和第5天，Runx1过表达导致C2C12细胞中明显的衰老表型，细胞生长减少，细胞大小增加，SA-β-gal水平升高(图7h-j)。相关分析证实Runx1表达与衰老标志物和SASP因子呈正相关（图7k - 1）。鉴于Runx1水平在转染后第1天达到峰值，并在第5天下降，这意味着Runx1表达和细胞命运的决定之间存在时间关系，在细胞死亡和衰老之间波动。在C2C12中，Runx1敲低降低了衰老标志物的表达，并减弱了h2o2诱导的衰老特征(图7m)，支持Runx1在介导细胞衰老中起关键作用。此外，Runx1过表达抵消了GB的抗衰老作用(图7n-p)，提示GB的自形效应可能部分依赖于Runx1的调控。
图7:Runx1驱动肌细胞衰老
8.GB管理可以延长使用寿命
鉴于GB在老年小鼠中具有全面的老年保护作用，我们接下来在20月龄时启动了小鼠寿命队列，以研究从老年开始的终身GB给药是否可改善寿命（图8a）。为了将压力降到最低，这些小鼠没有参与其他实验。Aged+Vehicle组834天的平均寿命与JAX小鼠表型组数据库和之前研究中记录的C57BL/6J小鼠的平均寿命一致。GB显著延长了中位生存期和中位寿命，分别延长了30%和8.5%（图8b），将10%和20%最长寿小鼠的平均最大寿命延长了约55 d(图8c)和延迟衰老相关死亡率（图8d）。我们通过尸检观察到，与溶剂组相比，GB老龄小鼠的自发性肉眼肿瘤较少，溶剂组和GB组在891 d和1,025 d时的累积癌症发生率分别为50%(图8e)。此外，在肿瘤和非肿瘤队列中均观察到gb老龄小鼠的中位寿命延长(图8f)。因此，GB对健康寿命和寿命的有益影响归因于多个器官的改善，而不仅仅是GB的抗肿瘤作用。
图8：晚年GB给药延长了老龄小鼠的寿命
结论
综上所述，我们的研究结果表明，GB药物干预可以逆转雌性小鼠衰老的生理和病理表现，使其相对年轻，并在延长寿命的同时改善健康寿命。值得注意的是，在小鼠中，即使在老年开始给药后，GB也可以获得年轻化和长寿的效果，这表明GB可能是一种有前景的可转化的治疗策略。
Lee CW, Wang BY, Wong SH, Chen YF, Cao Q, Hsiao AW, Fung SH, Chen YF, Wu HH, Cheng PY, Chou ZH, Lee WY, Tsui SKW, Lee OK. Ginkgolide B increases healthspan and lifespan of female mice. Nat Aging. 2025 Jan 31. doi: 10.1038/s43587-024-00802-0.
