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华体会平台官网电话:《自然》子刊:中药补骨脂中或含有延寿分子

2022-05-08 01:32:48 |来源:hth华体会最新网站 作者:hth华体会网页版

  衰老发生在所有生物体中。除了造成不可逆转的功能衰退,衰老细胞在组织和器官中的积累也会导致与衰老相关的疾病。据报道,延长寿命的药物也可用于治疗糖尿病和心血管疾病[1]。因此,寻找抗衰老药物对延缓生理性衰老和治疗衰老相关疾病都至关重要。

  过去的二十年中,科学家们在衰老领域开展了大量研究,但这些研究都集中于探索衰老信号通路,确定了mTOR1通路、SIRT1通路等[2,3];而通过干预测试程序(ITP)确定的可以延长小鼠寿命的化合物非常少。

  在这个过程中最大的障碍,便是筛选延长寿命药物的方法有限。目前广泛使用的寿命评估模型主要是SIRT1体外测定法[4]、显微操作酵母复制寿命评估法[5];然而这两者或是局限性较大,或是操作技术难度高。近年来开发的母体富集程序(MEP)为检查液体培养模式生物的复制寿命提供了一种简单的筛选方法。

  在检索了《本草纲目》、《千金药方》、《神农本草》和《黄帝内经》等中医药典后,来自国立台湾大学解剖学和细胞生物学系的王淑慧领衔团队,在著名期刊《自然通讯》发表重要研究成果。他们利用MEP系统,鉴定了可能有助于延长寿命的一种中药——补骨脂[7]。他们从补骨脂中分离了多种化合物,并确定了其中一种化合物Corylin,能通过靶向Gtr1蛋白来延长高脂饮食喂养的老年小鼠的寿命。芽殖酵母的寿命可以很容易地量化,是研究衰老最简单的模式生物之一[6]。复制寿命是指一个酵母细胞在死亡之前所能分裂增殖的次数,即所能产生的子代细胞的个数。

  为了确定延长芽殖酵母的寿命的药物,王淑慧团队利用MEP系统进行了筛选。据中医记载,一些中草药具有延长寿命的功效,是绝佳的候选药物。

  因此,他们检索了国家健康保险研究数据库(NHIRD)以及几部药典,选择用于延长寿命和治疗衰老相关疾病的中药作为候选,如骨质疏松症、阿尔茨海默病等疾病。在对这些中药进行交叉对比并询问临床中医师后,最终选取了33种单味中药和6种中药配方,并发现补骨脂的乙醇粗提物能延长芽殖酵母的复制寿命。图:33种单味中药和6种中药配方

  锁定了补骨脂这种草药后,王淑慧团队进一步对补骨脂进行成分分离,以探明是哪种成分在延长寿命中起效。首先,他们将补骨脂的乙醇粗提物分为了正己烷溶解部分和水溶解部分,这一操作分离了非极性化合物和极性化合物。

  使用显微操作酵母复制寿命评估法发现,补骨脂乙醇提取物的正己烷部分在10μg/ml下可将酵母寿命延长20%。他们进一步研究了正己烷提取物延长寿命的机制,发现正己烷提取物通过Tor1依赖性途径延长了酵母的复制寿命。图:补骨脂乙醇提取物的正己烷部分延长酵母寿命

  接下来,他们从补骨脂的正己烷提取物中鉴定延长酵母复制寿命化合物。他们首先通过柱色谱法分离出了22种纯化合物,随后使用母体富集程序(MEP)进行鉴定。

  结果表明,Corylin和新补骨脂异黄酮显著增加了MEP系统中酵母的复制寿命。由于Corylin和新补骨脂异黄酮的碳链结构基本相同,且在正己烷馏分中Corylin含量是新补骨脂异黄酮的十倍,故Corylin被判定为是补骨脂的主要活性成分。Corylin与Gtr1蛋白结合,抑制Tor1途径活性,从而延长酵母的复制寿命。图:Corylin和新补骨脂异黄酮

  为了进一步认识Corylin在哺乳动物中发挥的作用,王淑慧团队研究了Corylin是否能延缓人脐静脉内皮细胞(HUVECs)的衰老过程。

  在哺乳动物中,p21和SA-β-gal是复制衰竭的标志。他们的研究发现,在HUVECs晚期,在没有Corylin的情况下p21和SA-β-gal的表达水平增加,这表明细胞周期停滞;而在Corylin处理下p21和SA-β-gal表达水平降低。这些数据表明,Corylin可改善哺乳动物细胞衰老。

  最后,他们在高脂饮食小鼠模型中再次验证了Corylin延长寿命的功效。结果显示,Corylin在饮食中的添加显著延长了高脂饮食喂养的老年小鼠的寿命,与对照组小鼠相比,Corylin喂养组小鼠在102周时的死亡率降低了20%。

  除此之外,他们还评估了Corylin喂养对年龄相关的机体功能障碍的影响。转棒疲劳实验显示,与对照组相比,Corylin喂养的小鼠随着年龄的增长具有更好的运动技能;Corylin喂养还介导了小鼠血脂参数的降低,这可能会改善衰老过程中代谢相关危险因素,有利于生理性衰老的正常进程。图:Corylin延长高脂饮食小鼠寿命

  总的来说,王淑慧及其团队提出了一种筛选和鉴定延长寿命化合物的有效方法。他们的研究表明,Corylin在芽殖酵母和细胞模型中具有延长寿命的特性,并通过促进HFD小鼠的抗应激能力来改善小鼠的健康状况。期待这一发现能够为衰老相关疾病和改善衰老做出贡献。参考资料:

  原标题:《《自然》子刊:中药补骨脂中或含有延寿分子!中国科学家发现,补骨脂中的一种化合物可延长高脂饮食小鼠寿命,并找到对应靶点丨科学大发现》

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