張 偉 孫 濤 夏世金
(復(fù)旦大學(xué)附屬華東醫(yī)院,上海 200040)
近來,國(guó)際上相繼報(bào)道了一些小分子物質(zhì)可以延長(zhǎng)模型生物壽命,也能改善老年相關(guān)性疾病,如白藜蘆醇(RES)、雷帕霉素(Rapamycin)等,一些治療藥物,如他汀類,在抗衰老中也發(fā)揮著重要的作用。一些單味中藥在延緩衰老方面也有著其獨(dú)特的療效。本文將論述這些藥物抗衰老的可能機(jī)制以及研究新進(jìn)展。
RES是廣泛存在于自然界的一種植物抗毒素,主要來源于虎杖、葡萄、花生等植物中,是一種生物活性很強(qiáng)的天然多酚類物質(zhì),具有抗腫瘤、抗心血管疾病、抗炎、抗氧化、抗自由基、保肝、保護(hù)神經(jīng)系統(tǒng)、調(diào) 節(jié)雌激素及骨代謝等多種藥理學(xué)作用。
1.1RES激活SIRT抑制衰老 SIRT1去乙?;笇儆趕irtuins家族的成員。RES是SIRT1去乙?;缸顝?qiáng)的激活劑,可以模擬CR的抗衰老效應(yīng),參與有機(jī)生物平均生命期的調(diào)控〔1〕。CR是SIRT1的強(qiáng)誘導(dǎo)劑,檢測(cè)熱量限制法飼養(yǎng)的小鼠,其肝、腎、腦、心、腸、肌肉和脂肪組織中的SIRT1含量明顯升高,能明顯地提高小鼠的活動(dòng)能力,但SIRT1基因被敲除的小鼠,其活動(dòng)能力沒有變化。
細(xì)胞衰老的端粒假說認(rèn)為細(xì)胞的衰老是由于端粒的長(zhǎng)度隨著年齡的增長(zhǎng)而逐漸縮短所致,2006年后許多研究顯示,sirtuin家族(SIRT)基因?qū)Χ肆5挠绊懯蛊渚哂姓{(diào)節(jié)壽命的作用。
在哺乳動(dòng)物基因組中有7個(gè)SIRT基因(SIRT1-SIRT7),SIRT6基因鈍化致小鼠壽命過短和過早的類衰老表型,小鼠出生后幾周發(fā)育正常,但1個(gè)月后死于急性多種器官退化綜合征〔2〕。在人的細(xì)胞中,SIRT6活性可防止端粒機(jī)能障礙〔3〕。SIRT1調(diào)節(jié)基因?qū)D(zhuǎn)錄沉默、染色質(zhì)穩(wěn)態(tài)、內(nèi)源性或外源性DNA損傷雙鏈斷裂的修復(fù)及染色質(zhì)重建、延長(zhǎng)細(xì)胞周期起著重要的作用,SIRT1喪失,轉(zhuǎn)錄去調(diào)節(jié)作用導(dǎo)致衰老〔4〕。
SIRT1具有調(diào)節(jié)多種生物功能的作用,如抑制不可再生細(xì)胞的凋亡、糖類和脂肪酸的代謝、延緩衰老等。SIRT1可以調(diào)節(jié)p53、Ku70、FOXO3a的活性,從而抑制細(xì)胞凋亡,在細(xì)胞凋亡時(shí),修復(fù)蛋白Ku70被乙?;?,導(dǎo)致與其結(jié)合的Bax釋放出來,移位到線粒體中啟動(dòng)凋亡通路,SIRT1使Ku70去乙酰化,從而減少細(xì)胞凋亡;糖類和脂肪代謝的變化在老年性疾病中起重要的作用,SIRT1的表達(dá)增高,可通過募集N-CoR,抑制脂肪調(diào)節(jié)分子PPAR-γ的活性,致脂肪酸代謝作用增加和降低白脂肪生成;葡萄糖代謝的過程受激素和營(yíng)養(yǎng)的嚴(yán)格調(diào)節(jié),在肝臟中,SIRT1激活PGC-1α且與FOXO1相互作用,引導(dǎo)葡糖異生作用和降低糖酵解;在胰臟中,SIRT1下調(diào)UCP2表達(dá)促進(jìn)了胰島素分泌;在小鼠β細(xì)胞中,SIRT1的過度表達(dá)可防護(hù)由于β細(xì)胞的喪失和功能降低所致的衰老〔5〕。
1.2RES激活A(yù)MPK抑制衰老 AMPK在維持細(xì)胞碳利用率和ATP產(chǎn)量的平衡中起著重要的作用。RES可競(jìng)爭(zhēng)性抑制cAMP磷酸二酯酶,致cAMP降解受阻,提高cAMP水平,從而激活cAMP效應(yīng)蛋白Epac1,引起磷脂酶C和蘭尼堿受體Ca2+釋放通道開放,提高細(xì)胞內(nèi)Ca2+水平,激活CamKKβ-AMPK 途徑,導(dǎo)致NAD+及SIRT 1活性增強(qiáng),最終改善年齡相關(guān)代謝表型〔6〕。RES可激活A(yù)MPK,增加線蟲的壽命,防止小鼠飲食誘導(dǎo)的肥胖。AMPK激活劑二甲雙胍,可以用來治療糖尿病,用二甲雙胍治療小鼠,可以延長(zhǎng)其壽命,AMPK激活SIRT1乙?;福赡苁荝ES激活SIRT1乙?;傅拈g接途徑〔7〕。
1.3RES抗氧化抑制衰老 在以D-半乳糖注射法建立衰老模型的研究中,經(jīng)白藜蘆醇干預(yù)后,SOD及與其作用類似的谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)活性均有不同程度的升高,而丙二醛、脂褐素及直接氧化產(chǎn)物一氧化氮?jiǎng)t呈現(xiàn)下降趨勢(shì),血清糖基化產(chǎn)物水平亦明顯降低。另外,RES可使單核細(xì)胞中P47 (phox),NFκB,JNK-1,PTP-1B,SOCS-3的表達(dá)減少,能夠顯著抑制ROS的產(chǎn)生,RES也可以使高齡導(dǎo)致的8OHdG(DNA氧化損傷標(biāo)志物)升高得到改善〔8〕。因此RES可通過抗氧化作用而延緩衰老。
1.4RES抑制炎性衰老及免疫衰老 過度產(chǎn)生的細(xì)胞因子和炎性因子可導(dǎo)致機(jī)體微環(huán)境的改變,是一種慢性的、低程度的炎性狀態(tài),稱之為炎性衰老,從而引起年齡相關(guān)性疾病的發(fā)生,而炎性反應(yīng)與免疫衰老有著密切聯(lián)系。
RES可以使年輕小鼠的促炎因子水平短暫提升,但在老年鼠中,RES可以緩解高齡導(dǎo)致的促炎因子水平的升高,維持抗炎細(xì)胞因子的水平。RES通過對(duì)核因子κB和活化劑蛋白-1的抑制效應(yīng),降低血清中IL-6、IL-8的含量,阻礙誘生型一氧化氮合酶(NOS)和環(huán)氧合酶-2的合成,故能提高膜穩(wěn)定性,從而影響促炎因子和炎癥介質(zhì)的釋放。RES能抑制IFN-γ、IL-6、TNF-α的分泌,減輕血清中TNF-α,IL-6和CRP等促炎因子的水平,可維持內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定,從而延緩機(jī)體的組織老化與損傷〔9〕。
RES能減少CD4 T淋巴細(xì)胞比例,激活CD4+CD69+細(xì)胞,提高CD8 T淋巴細(xì)胞比例,激活CD4+CD25+,激活記憶T細(xì)胞,增加CD4+CD44+(CD4M)和CD8+CD44+(CD8M)的表達(dá)。RES還能減慢機(jī)體胸腺萎縮,增強(qiáng)T細(xì)胞功能。因此RES可通過抑制免疫衰老而延緩衰老〔9〕。
RES及其他多酚類物質(zhì)的生物利用度均較低,RES吸收入血液后的半衰期僅為8~14 min。其主要原因是白藜蘆醇的藥代動(dòng)力學(xué)過程涉及腸肝循環(huán)。攝入的RES在小腸內(nèi)吸收,RES在肝臟內(nèi)被迅速代謝為葡萄糖醛酸和硫酸結(jié)合物,通過膽汁重新進(jìn)入小腸,RES結(jié)合物有的去結(jié)合而被重新收,有的被排出體外。因此,游離白藜蘆醇的血漿濃度和到達(dá)靶組織、靶器官的濃度均可由于腸肝循環(huán)及迅速的肝臟代謝作用而顯著降低〔10〕。所以未來的研究應(yīng)當(dāng)著眼于RES的劑量與生物利用度的關(guān)系。
雷帕霉素,又名西羅莫司(Sirolimus),為大環(huán)內(nèi)酯類化合物,其首次發(fā)現(xiàn)于復(fù)活節(jié)島土壤樣品內(nèi)吸水鏈霉菌產(chǎn)物中,雷帕霉素最初設(shè)想開發(fā)為抗真菌藥物,但發(fā)現(xiàn)其具有強(qiáng)烈的免疫抑制及抗增殖作用而被放棄用于抗真菌治療,現(xiàn)主要運(yùn)用于腎移植的抗排異治療。雷帕霉素通過抑制雷帕霉素靶蛋白(TOR)激酶活性,發(fā)揮抗菌、免疫抑制、抗腫瘤和抗衰老等作用
2.1雷帕霉素與TOR、sirtuins TOR信號(hào)通路的功能主要是調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖、分化、代謝,并能感知細(xì)胞內(nèi)營(yíng)養(yǎng)的變化、缺氧、DNA損傷等應(yīng)激,是細(xì)胞內(nèi)重要的調(diào)節(jié)通路。當(dāng)機(jī)體處于應(yīng)激狀態(tài)時(shí),TOR蛋白活性將降低,細(xì)胞通過抑制合成和分裂保存能量,并通過自噬再利用營(yíng)養(yǎng)物,為細(xì)胞修復(fù)及能量系統(tǒng)重建提供能量和原材料;而當(dāng)機(jī)體應(yīng)激壓力較小時(shí),TOR蛋白受到胰島素及相關(guān)生長(zhǎng)因子激活,加速分裂生長(zhǎng),更快的成熟,促進(jìn)細(xì)胞成分的合成,加速細(xì)胞生長(zhǎng)和增殖,同時(shí)抑制自噬作用〔11〕。TOR信號(hào)通路具有明顯的保守型,從低等生物酵母、線蟲到高等動(dòng)物小鼠、人類,相關(guān)的蛋白其結(jié)構(gòu)均具有較高的同源性,表現(xiàn)出相似的功能和作用,說明該信號(hào)通路在生理功能調(diào)節(jié)中的中心作用。
TOR信號(hào)通路在胚胎發(fā)育期參加細(xì)胞的生長(zhǎng),在成熟期參與細(xì)胞代謝,而到老年期〔11〕,往往是TOR信號(hào)通路的過度激活,TOR蛋白活性持續(xù)維持于高水平,將導(dǎo)致蛋白質(zhì)合成過度,蓄積錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)等;細(xì)胞異常增殖,導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化等疾病;細(xì)胞功能損害,導(dǎo)致胰島素耐受引起的糖尿??;誘發(fā)細(xì)胞衰老,對(duì)鄰近細(xì)胞產(chǎn)生毒性;而TOR蛋白的高活性又會(huì)抑制細(xì)胞自噬,從而使得細(xì)胞無法清除異常蛋白質(zhì)及細(xì)胞器,最終導(dǎo)致機(jī)體衰老與多種老年相關(guān)性疾病。若TOR蛋白活性降低,將延緩上述進(jìn)程,從而減緩機(jī)體衰老。
通過剔除TOR信號(hào)通路的關(guān)鍵基因,可以明顯地觀察到突變生物壽命的延長(zhǎng)。S6k1可以編碼TOR基底核糖體S6激酶(TOR substrate ribosomal S6 kinase),S6k1基因敲除后,可以明顯延長(zhǎng)小鼠的壽命〔12〕,和TOR一樣,S6激酶同樣可以調(diào)節(jié)酵母,線蟲,蒼蠅的壽命。S6k1敲除的小鼠也可以激活A(yù)MPK。說明TOR信號(hào)通路與生物壽命有直接的關(guān)系。
多種因子(胰島素、糖、氨基酸)可激活營(yíng)養(yǎng)敏感性的TOR信號(hào)通路,TOR蛋白與胰島素信號(hào)通路相互聯(lián)系。胰島素可在相關(guān)蛋白的協(xié)助下激活TOR信號(hào)通路,TOR蛋白與胰島素通路為負(fù)反饋,TOR信號(hào)通路激活后,它可通過S6K途徑耗盡胰島素受體底物,降低細(xì)胞對(duì)胰島素的敏感性,引起胰島素抵抗。因此,營(yíng)養(yǎng)過剩引起的TOR蛋白過度活化將導(dǎo)致細(xì)胞對(duì)胰島素耐受,從而引發(fā)高血糖及糖尿病。二甲雙胍可直接激活A(yù)MPK抑制TOR,因此可以恢復(fù)胰島素敏感性〔13〕。
近年來研究發(fā)現(xiàn),CR延長(zhǎng)機(jī)體壽命的關(guān)鍵步驟是通過TOR激酶信號(hào)通路實(shí)現(xiàn)的。CR可以減少營(yíng)養(yǎng)攝入以及胰島素水平,從而抑制TOR激活。因此CR和二甲雙胍的抗衰老作用可能是通過抑制TOR信號(hào)通路實(shí)現(xiàn)的。和CR一樣,雷帕霉素也可以減少脂肪細(xì)胞的體積,減輕體重。因此,雷帕霉素抗衰老的機(jī)制可能與CR一樣,CR也可以通過激活sirtuins延長(zhǎng)壽命,也許sirtuins,AMPK和TOR可以相互連接成一個(gè)共同的網(wǎng)絡(luò)。
白藜蘆醇可以間接地抑制PI3K/TOR/S6K途徑,SIRT1和TOR可能共同屬于sirtuin/TOR網(wǎng)絡(luò)成員,TOR和sirtuins可能存在著某種聯(lián)系,TOR(促衰老途徑)和sirtuins(抗衰老途徑)可能互相中和、抵消。
2.2雷帕霉素抑制炎性衰老 TOR信號(hào)通路通過活化NF-κB而參與炎性衰老的過程〔14〕。雷帕霉素在臨床上應(yīng)用可能有助于抑制機(jī)體過度炎癥反應(yīng)過程,并減輕失控性的過度炎癥反應(yīng)引起的一系列并發(fā)癥。雷帕霉素可以通過選擇性的部分抑制STAT3的活化,減輕肝肺腎組織中主要炎性介質(zhì)lFN-γ、TNF-α基因的表達(dá),同時(shí)促進(jìn)IL-10的表達(dá),從而有可能使肝功能得到明顯的改善。雷帕霉素有助于促進(jìn)IL-10的內(nèi)源性抗炎效應(yīng),在體內(nèi)外水平均可阻礙MCP-1,IL-6等炎性細(xì)胞因子的釋放,從而減輕炎性反應(yīng),抑制炎性衰老。
2.3雷帕霉素與年齡相關(guān)性疾病 和白藜蘆醇一樣,用雷帕霉素或者TOR抑制劑可以治療嚙齒動(dòng)物和無脊椎動(dòng)物模型的年齡相關(guān)性疾病。抑制小鼠脂肪組織中的TOR信號(hào)通道,可以減少飲食導(dǎo)致的肥胖和代謝綜合征。在動(dòng)物和細(xì)胞模型中,雷帕霉素可以治療神經(jīng)退行性疾病、心血管疾病和一些類型的腫瘤〔14〕。雷帕霉素可以減少血管壁中膽固醇的累積,防止動(dòng)物動(dòng)脈粥樣硬化,減少內(nèi)膜增厚,可以延緩apoE缺陷導(dǎo)致的高膽固醇小鼠動(dòng)脈粥樣硬化進(jìn)展。冠狀動(dòng)脈粥樣硬化的病人口服雷帕霉素,可以防止植入金屬支架的再狹窄。
和白藜蘆醇相比,有大量的文章表明雷帕霉素或者雷帕霉素類似物在人體中具有免疫抑制和抗腫瘤效果,TOR抑制劑可以防止肥胖、心臟病、神經(jīng)退行性變等疾病,因此雷帕霉素類似物可能會(huì)有更好的臨床應(yīng)用前景。
他汀類藥物除降血脂作用之外,還有抗炎、抗氧化、抗動(dòng)脈硬化、改善內(nèi)皮功能等作用,因此,其在抗衰老方面可能有一定的作用。下面將簡(jiǎn)述他汀類藥物抗衰老的可能機(jī)制。
3.1他汀類升高SIRT1表達(dá) 給予小鼠腹腔注射鏈脲佐菌素,小鼠動(dòng)脈內(nèi)皮出現(xiàn)明顯衰老現(xiàn)象,予口服匹伐他汀后,動(dòng)脈內(nèi)膜衰老明顯改善〔15〕,研究提示,其抑制內(nèi)皮細(xì)胞衰老的作用是通過升高內(nèi)皮細(xì)胞SIRT1的表達(dá),同時(shí)消除NOS激活增加NO合成來實(shí)現(xiàn)。
3.2他汀類延長(zhǎng)端粒長(zhǎng)度 端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶(TERT)可以使衰老細(xì)胞重新進(jìn)行有絲分裂,超過細(xì)胞分裂次數(shù)的極限。TERT可以增加黏附分子的表達(dá),抑制NO合成,TERT的過度表達(dá)可以使衰老導(dǎo)致的改變得到逆轉(zhuǎn), ROS產(chǎn)物可以影響TERT酶活性,他汀類藥物可以螯合ROS和抑制ROS產(chǎn)物,從而抑制ROS介導(dǎo)的TERT的輸出,提高TERT酶活性,延長(zhǎng)細(xì)胞端粒長(zhǎng)度。因此,他汀類藥物可能通過此途徑抗衰老。
3.3他汀類抑制炎性衰老 動(dòng)脈粥樣硬化患者口服阿托伐他汀治療后,血漿中CRP、IL-6、TNF-α等促炎因子的濃度明顯下降,其機(jī)制可能是ROS可激活炎性細(xì)胞釋放促炎因子,而他汀類藥物可通過螯合ROS和抑制ROS產(chǎn)物來下調(diào)炎性反應(yīng),因此他汀類藥物可以抑制炎性衰老。
中藥延緩衰老的作用主要通過調(diào)節(jié)和增強(qiáng)機(jī)體非特異性及特異性免疫功能,顯著消除衰老動(dòng)物內(nèi)自由基的增加。下面將簡(jiǎn)述單味中藥抗衰老的可能機(jī)制及研究進(jìn)展。
4.1山茱萸 山茱萸及其多糖可提高體外培養(yǎng)的衰老人胚肺成纖維細(xì)胞的活力、降低β-半乳糖苷酶、cyclinD1和P16的表達(dá);上調(diào)CDK4的表達(dá)水平,即山茱萸多糖通過降低p16表達(dá),減少p16對(duì)cyclinD-CDK復(fù)合物酶活性的抑制,而CDK4水平的增加使Rb磷酸化,后者促使轉(zhuǎn)錄活化因子E2F釋放,使細(xì)胞循環(huán)至S期。除細(xì)胞周期調(diào)控機(jī)制外,山茱萸多糖還可使衰老HDF細(xì)胞DNA損傷率顯著降低,并表現(xiàn)出HSP70mRNA表達(dá)升高。
山茱萸及其多糖對(duì)衰老模型大鼠、小鼠均有抗衰老作用??赏ㄟ^提高衰老大鼠、小鼠自由基清除能力,抑制蛋白質(zhì)非酶糖化反應(yīng)、降低醛糖還原酶活性,減少AGE的生成,發(fā)揮抗衰老作用。而不同山茱萸制備方法的研究表明,各山茱萸制劑均具有提高衰老小鼠腦SOD活性、降低MDA含量和p66shc表達(dá)的作用,衰老小鼠高表達(dá)的p66shc可在線粒體內(nèi)通過氧化Cyt C致使活性氧大量產(chǎn)生、通過叉頭轉(zhuǎn)錄因子家族來調(diào)解胞內(nèi)氧化還原平衡,導(dǎo)致細(xì)胞氧化損傷及凋亡。不同劑量山茱萸水提液和納米水提液可明顯降低腦組織p66shc表達(dá)水平,上調(diào)FoxO蛋白表達(dá),P66shc的減少降低了其與Akt/PKB蛋白介導(dǎo)的叉頭轉(zhuǎn)錄因子的磷酸化,而FoxO的活化可通過調(diào)節(jié)許多靶基因的表達(dá),進(jìn)而影響DNA損傷修復(fù)、細(xì)胞凋亡、能量代謝及對(duì)抗氧化應(yīng)激等。山茱萸的這一作用與其上調(diào)腦組織中Akt表達(dá)有關(guān),實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明山茱萸水提液及納米水提液均能顯著提高腦組織Akt表達(dá),進(jìn)而阻遏定位于線粒體膜間隙的AIF轉(zhuǎn)位到細(xì)胞核,從而抑制細(xì)胞凋亡。山茱萸納米水提液和多糖可降低衰老模型大鼠腦脂褐素含量和MAO-B活性,提高大鼠學(xué)習(xí)記憶能力;山茱萸還可提高衰老模型大鼠血清睪酮水平并能有效上調(diào)腦BDNF、TrKB水平,改善學(xué)習(xí)記憶能力。山茱萸及其多糖的對(duì)抗氧化能力的作用,不僅與P66shc-Akt/PKB-叉頭轉(zhuǎn)錄因子調(diào)節(jié)抗氧化能力有關(guān),還與其對(duì)作為體內(nèi)循環(huán)激素的klotho表達(dá)的調(diào)節(jié)有關(guān),山茱萸可通過上調(diào)klotho,通過PI-3K/Akt-FOXO上調(diào)Mn-SOD的表達(dá),進(jìn)而提高機(jī)體抗氧化能力,降低蛋白質(zhì)的非酶糖基化水平,減輕DNA損傷。山茱萸的作用可通過調(diào)節(jié)多種蛋白的表達(dá)和活性來實(shí)現(xiàn),其所涉及的信號(hào)分子也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止上述所列的幾個(gè),尚有待于進(jìn)一步更精細(xì)的研究來揭示〔16〕。
4.2當(dāng)歸 在D-半乳糖致小鼠衰老模型中,當(dāng)歸多糖(ASP)可增強(qiáng)血清和腦組織SOD活力,減少M(fèi)DA含量,提高GSH-PX(谷胱甘肽過氧化物酶)活性,降低腦細(xì)胞凋亡指數(shù),也能改善衰老小鼠學(xué)習(xí)記憶能力延緩腦組織的衰老,提高胸腺指數(shù),拮抗脾臟的萎縮〔17〕,提示APS具有抗細(xì)胞氧化損傷、改善大腦功能、增強(qiáng)免疫功能的作用。
4.3菟絲子 菟絲子多糖能對(duì)抗D-半乳糖致衰老模型小鼠腦組織中脂褐素升高及血清、肝、腎組織中MDA升高,并抑制組織中SOD、GSH-PX活力下降,提高紅細(xì)胞膜SOD活性,降低血清LPO(過氧化脂質(zhì))及肝組織MAO含量,也能改善衰老皮膚的形態(tài)學(xué),因此菟絲子具有清除氧自由基及抗脂質(zhì)過氧化作用而延緩衰老。
鹽制菟絲子水煎劑使衰老模型小鼠脾淋巴細(xì)胞CD4+T細(xì)胞上升,CD4+T/CD8+T比值回升,可增加小鼠脾臟、胸腺的重量,提高巨噬細(xì)胞吞噬能力,誘導(dǎo)IL-1、IL-2、IL-3的釋放。因此,菟絲子可通過調(diào)整T細(xì)胞比例,增加白細(xì)胞介素分泌,增強(qiáng)老年小鼠免疫能力而達(dá)到延緩衰老作用〔18〕。
菟絲子醇提液可提高呼吸鏈復(fù)合體I、IV及肝線粒體Mn-SOD活性,減少mtDNA缺失,降低呼吸鏈復(fù)合體I、IVCOiv亞基mRNA表達(dá),從而具有細(xì)胞線粒體保護(hù)作用〔19〕。
衰老大鼠模型P16、p21和cyclinD1(細(xì)胞周期蛋白)表達(dá)量升高,cyclinE和PCNA表達(dá)量下降及DNA拖尾率升高,菟絲子醇提液可使p16、p21和cyclinD1表達(dá)量降低,cyclinE和PCNA表達(dá)量升高同時(shí)減少DNA拖尾率,從而影響細(xì)胞周期調(diào)控因子的表達(dá)及修復(fù)DNA損傷,達(dá)到抗衰老目的。
4.4黃芪 在衰老小鼠模型中,黃芪多糖能顯著提高血清SOD、過氧化氫酶(CAT)和谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-PX)活力,顯著降低血漿、腦勻漿及肝勻漿中過氧化脂質(zhì)(LPO)、MDA水平,降低心肌組織脂褐素含量,提高腦線粒體Mn-SOD活性,減少凋亡細(xì)胞數(shù)量,黃芪總皂苷能降低NO和NOS水平,黃芪提取物還可以通過增加抗氧化酶活性,穩(wěn)定細(xì)胞膜,減輕神經(jīng)細(xì)胞損害。因此黃芪可能通過抗氧化作用抗衰老。
黃芪可通過上調(diào)病毒性心肌炎小鼠心肌組織bcl-2的基因轉(zhuǎn)錄,抑制細(xì)胞凋亡,減輕心肌損傷,保護(hù)心肌細(xì)胞,還可以有效減少由H2O2引起的肺泡上皮的凋亡,減少Fas和FasL的表達(dá),延緩細(xì)胞衰老。因此黃芪可通過調(diào)控衰老基因與細(xì)胞凋亡抗衰老。
含黃芪血清的培養(yǎng)基可增加HDFs(二倍體成纖維細(xì)胞,常被用作衰老研究的理想微觀模型)細(xì)胞SOD活性,減少M(fèi)DA含量及p16表達(dá),抑制端粒縮短而起到抗衰老作用〔20〕。
4.5淫羊藿 淫羊藿是傳統(tǒng)的補(bǔ)腎中藥,被歷代醫(yī)家推崇為溫補(bǔ)腎陽的代表性藥材。從小蘗科淫羊藿屬植物的莖葉中提取的總黃酮類成分為淫羊藿總黃酮(EF),現(xiàn)代藥物化學(xué)分析揭示EF主要含有淫羊藿苷(ICA)和淫羊藿次苷等,而淫羊藿苷被認(rèn)定為是其主要活性成分。大量現(xiàn)代藥理學(xué)研究表明,ICA具有免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤、影響內(nèi)分泌和保護(hù)心血管系統(tǒng)等多種重要的生物活性,是一類藥理效應(yīng)廣泛的中藥單體。
目前普遍的觀點(diǎn)認(rèn)為組蛋白去乙酰化酶蛋白家族Sirtuins具有調(diào)控衰老、延長(zhǎng)壽限作用,去乙?;鞍酌讣易逵蠸IRT1~SIRT7 7個(gè)蛋白,有關(guān)衰老的研究大量集中在SIRT1與SIRT6上。隨著研究的進(jìn)展與深入,有確鑿實(shí)驗(yàn)證據(jù)支撐證實(shí)可延長(zhǎng)高等生物體壽限的酶蛋白為SIRT6,而不是SIRT1。NF-κB信號(hào)通路是一個(gè)存在于宿主免疫應(yīng)答體系里的古老而保守信號(hào)通路,不僅調(diào)控著炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激和基因毒性應(yīng)激等,也參與了包括凋亡、自體吞噬、組織萎縮等幾種機(jī)體自我穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)。隨著研究進(jìn)展,陸續(xù)發(fā)現(xiàn)SIRT1、SIRT6和Foxos等基因是抑制NF-κB信號(hào)通路引發(fā)的炎癥衰老的重要基因。
實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明,ICA對(duì)SIRT6的酶活性具有顯著的激活效應(yīng),且在極低的藥物濃度下仍對(duì)SIRT6有激活作用;ICA能上調(diào)老年小鼠組織中SIRT6蛋白表達(dá),抑制NF-κB(p65)蛋白表達(dá)及下調(diào)下游炎癥細(xì)胞因子的產(chǎn)生,揭示ICA延緩炎性衰老的作用機(jī)制及干預(yù)新靶點(diǎn)與NF-κB信號(hào)通路和組蛋白去乙?;窼IRT6密切相關(guān)〔21〕。
5 參考文獻(xiàn)
1Baur JA,Pearson KJ,Price NL,etal. Resveratrol improves health and survival of mice on a high-calorie diet〔J〕. Nature,2006;444(7117):337-42.
2Mostoslavsky R,Chua KF,Lombard DB,etal. Genomic instability and aging-like phenotype in the absence of mammalian SIRT6〔J〕. Cell,2006;124(2):315-29.
3Michishita E,Mccord RA,Berber E,etal. SIRT6 is a histone H3 lysine 9 deacetylase that modulates telomeric chromatin〔J〕. Nature,2008;452(7186):492-6.
4Vijg J,Maslov AY,Suh Y. Aging:a sirtuin shake-up〔J〕. Cell,2008;135(5):797-8.
5Schwer B,Verdin E. Conserved metabolic regulatory functions of sirtuins〔J〕. Cell Metab,2008;7(2):104-12.
6Park SJ,Ahmad F,Philp A,etal. Resveratrol Ameliorates Aging-Related Metabolic Phenotypes by Inhibiting cAMP Phosphodiesterases〔J〕. Cell,2012;148(3):421-33.
7Cantó C,Gerhart-Hines Z,Feige JN,etal. AMPK regulates energy expenditure by modulating NAD+ metabolism and SIRT1 activity〔J〕. Nature,2009;458(7241):1056-60.
8Ghanim H,Sia CL,Abuaysheh S,etal. An antiinflammatory and reactive oxygen species suppressive effects of an extract of polygonum cuspidatum containing resveratrol〔J〕.J Clin Endocrinol Metab,2010;95(9):E1-8.
9Wong YT,Gruber J,Jenner AM,etal. Chronic resveratrol intake reverses pro-inflammatory cytokine profile and oxidative DNA damage in ageing hybrid mice〔J〕. Age,2011;33(3):229-46.
10Timmers S,Auwerx J,SchrauweP. The journey of resveratrol from yeast to human 〔J〕. Aging,2012;4(3):146-58.
11Stipp D. A new path to longevity〔J〕. Sci Am,2012;306(1):32-9.
12Selman C,Tullet JM,Wieser D,etal. Ribosomal protein S6 kinase 1 signaling regulates mammalian life span〔J〕. Science,2009;326(5949):140-4.
13Shaw RJ,Lamia KA,Vasquez D,etal. The kinase LKB1 mediates glucose homeostasis in liver and therapeutic effects of metformin〔J〕. Science,2005;310(5754):1642-6.
14Stanfel MN,Shamieh LS,Kaeberlein M,etal. The TOR pathway comes of age〔J〕. Biochim Biophys Acta,2009;1790(10):1067-74.
15Ota H,Eto M,Kano MR,etal. Induction of endothelial nitric oxide synthase,SIRT1,and catalase by statins inhibits endothelial senescence through the Akt pathway〔J〕. Arterioscler Thromb Vasc Biol,2010;30(11):2205-11.
16歐 芹, 朱貴明. 山茱萸多糖延緩衰老作用的研究〔J〕. 老年醫(yī)學(xué)與保健,2011;17(6):332-4.
17賈 敏,楊鐵虹,姚秀娟. 當(dāng)歸多糖硫酸酯的抗氧化作用研究〔J〕. 中藥材,2007;30(2):185-8.
18樸金花,歐 芹,王 昭,等. 生菟絲子、鹽制菟絲子對(duì)D-半乳糖所致衰老模型小鼠免疫功能影響〔J〕. 中國(guó)老年學(xué)雜志,2005;25(4):452-3.
19王志軍,歐 芹,魏曉東,等. 菟絲子醇提液對(duì)衰老模型小鼠肝線粒體保護(hù)作用的實(shí)驗(yàn)研究〔J〕. 中國(guó)老年學(xué)雜志,2008;28(15):1457-9.
20李 靜,陳 超. 黃芪抗衰老作用分子機(jī)制的研究進(jìn)展〔J〕. 中國(guó)現(xiàn)代藥物應(yīng)用,2008;2(2):92-3.
21陳 洋,平 鍵,張 晶,等.淫羊藿苷提高SIRT6酶活性及抑制小鼠NF-κB炎癥信號(hào)通路的實(shí)驗(yàn)研究〔J〕. 老年醫(yī)學(xué)與保健,2012;18(6):338-46.