梁提松，何正軍，敬 璞,*

（1.上海交通大學農(nóng)業(yè)與生物學院，上海 200240；2.四川省草原科學研究院，四川 成都 624400）

紅景天（Rhodiola rosea L.）為紅景天屬景天科草本植物，多生長分布于喜馬拉雅山區(qū)、亞洲西北部和北美洲等海拔高于3 500 m 的地區(qū)[1-2]。紅景天生長在高海拔和強紫外線區(qū)域，由于其長期適應缺氧、大風、干燥、高寒等惡劣的自然生長環(huán)境，因而造就了其強大的生命力和廣泛的環(huán)境適應性，并具有特殊的生理功能[3-4]。紅景天特殊的生理功能和藥理學作用使其在傳統(tǒng)醫(yī)學體系中扮演著重要的角色[5-8]。紅景天全草可入藥，具有清熱解毒、祛燥濕功效，可用于治療肺熱、脈熱、四肢腫脹等疾病。相關研究發(fā)現(xiàn)，紅景天含有多種生物活性物質(zhì)[9]，這些活性物質(zhì)使紅景天具有多種生理功效，如抗衰老、抗缺氧、抗疲勞、抗輻射、抗腫瘤、調(diào)節(jié)神經(jīng)中樞、調(diào)節(jié)內(nèi)分泌、增強免疫力等[10-14]。

紅景天因其特殊的藥理學作用而被廣泛研究，大量研究證明，紅景天及其提取物具有良好的抗衰老活性[15-17]。目前，對于紅景天抗衰老作用的研究多集中于單個試驗模型，如細胞模型、線蟲/果蠅模型和動物模型對紅景天抗衰老活性的評價分析，對紅景天抗衰老活性在不同模型中的研究現(xiàn)狀報道較少。本文在總結(jié)國內(nèi)外不同試驗模型中評價紅景天抗衰老活性研究的基礎上，對紅景天抗衰老活性及機制進行總結(jié)分析，旨在為后續(xù)紅景天抗衰老活性相關研究提供一定理論依據(jù)。

1 紅景天中主要活性物質(zhì)

紅景天生長在條件惡劣的環(huán)境中，生長環(huán)境的特殊性造就了其活性成分的多樣化，并使紅景天具有了獨特的藥理效應[18]。前期研究證明，紅景天提取物化學成分主要為木脂素類、萜類、黃酮類及苷類等，其化合物種類和含量因紅景天產(chǎn)地、種類而存在一定差異。紅景天苷和酪醇（圖1）是紅景天的主要活性成分，近年研究多集中于對這兩個成分的生理活性進行探究[19-20]。研究表明，紅景天中的一些化學成分如紅景天苷、多酚類、黃酮類和紅景天多糖具有良好的生理活性[21-23]。在紅景天的化學成分中，紅景天苷生理功能的研究最為廣泛[24-25]。

圖1 紅景天中主要活性物質(zhì)化學結(jié)構(gòu)Fig.1 Chemical structure of main active substance in Rhodiola

2 紅景天抗衰老機制和不同模型中抗衰老活性研究

機體衰老是指機體自身環(huán)境穩(wěn)定性、應激能力、功能和機能隨著年齡的增加而下降的一種生理現(xiàn)象[26]。伴隨著機體的衰老，多種慢性疾病如神經(jīng)退行性疾病、糖尿病和癌癥等也隨之發(fā)生，使機體健康受到嚴重不良影響。因此，延緩機體衰老對提高個體生活能力和生活質(zhì)量有著重要意義。紅景天及其提取物被證明具有良好的抗衰老活性，前期大量通過細胞模型和動物模型的研究證明，紅景天提取物可以清除過量自由基，維持機體抗氧化體系的平衡，延緩大腦皮質(zhì)老化速度，抑制機體器官及細胞退行性變化進程[27-29]。不同試驗模型對紅景天抗衰老作用研究機制如表1所示。

表1 不同研究模型中紅景天抗衰老活性及作用機制Table 1 Anti-aging activity and mechanism of Rhodiola in different research models

2.1 紅景天抗衰老作用機制

2.1.1 清除自由基

現(xiàn)代衰老理論認為，機體的衰老與自由基及其所誘導的脂質(zhì)過氧化物對細胞和機體所造成的損傷存在關聯(lián)[50]。自由基水平的高低對于機體健康有一定的影響，適量自由基能夠提高細胞活性，刺激白細胞和吞噬細胞產(chǎn)生，消除炎癥。但過量的自由基會對機體造成損傷，使生物膜上磷脂所含的不飽和脂肪酸氧化分解，產(chǎn)生過氧化脂質(zhì)及丙二醛等代謝產(chǎn)物，并對蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、核酸等產(chǎn)生一定的傷害，進而加速機體衰老[51]。因此，清除機體過量自由基以維持機體自由基正常水平對于延緩機體的衰老具有重要作用。體外抗氧化研究表明，紅景天中的多種活性成分，如紅景天苷、多糖和黃酮類對于2,2-二苯基-1-苦基肼（DPPH）自由基，超氧陰離子具有顯著的清除效果，表明紅景天具有較強的體外抗氧化能力，對于延緩機體衰老有著積極作用[52-54]。

續(xù)表1 不同研究模型中紅景天抗衰老活性及作用機制Continue table 1 Anti-aging activity and mechanism of Rhodiola in different research models

2.1.2 提高機體抗氧化酶活性

抗氧化酶對于維持機體抗氧化系統(tǒng)的平衡，促進機體健康有重要作用?？寡趸钢饕ǔ趸锲缁福⊿OD）、谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）和過氧化氫酶（CAT）等[55]，其主要作用在于清除機體新陳代謝過程中產(chǎn)生的過氧化物，并通過氧化還原作用將這些有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為低毒性或者無毒性的物質(zhì)。人體在生長發(fā)育過程中，機體在不同生長階段抗氧化酶的含量存在一定差異，隨著年齡的增長，體內(nèi)抗氧化物質(zhì)含量減少，進而影響機體內(nèi)各個組織器官的正常運作，導致機體功能衰退。因此，提高抗氧化酶的活性可以有效預防和延緩機體衰老。研究證明，紅景天及其提取物可以有效提高機體中抗氧化酶的活性，同時降低過氧化脂質(zhì)及丙二醛等代謝產(chǎn)物的水平，對維持機體抗氧化系統(tǒng)的平衡和延緩機體衰老有重要作用[56]。

2.1.3 分子機制

信號傳導對于生理功能的發(fā)揮有著重要的作用，大量研究證明，紅景天及其提取物能通過調(diào)節(jié)與衰老相關的信號通路來發(fā)揮其抗衰老活性。Wang 等[57]報道了紅景天苷可降低血清中肌酸激酶、肌酸激酶同工酶、乳酸脫氫酶和丙二醛（MDA）的含量，同時增加磷酸化細胞外信號調(diào)節(jié)激酶（p-ERK）的蛋白表達，降低磷酸化-撕裂原活化蛋白激酶（p-P38）的蛋白表達，達到保護心臟氧化損傷的目的。張佳等[58]發(fā)現(xiàn)紅景天苷可以通過調(diào)節(jié)NF-κBiNOS-NO 信號通路傳導來抑制NF-κB 和一氧化氮合酶（iNOS）的表達，并提高SOD 活性，降低MDA 含量，表明紅景天苷可能通過綜合抗氧化應激效應發(fā)揮抗衰老作用。紅景天苷被證明可以增加DNA 損傷反應，調(diào)節(jié)基因的表達來調(diào)節(jié)活性氧水平，并同時激活哺乳動物雷帕霉素靶蛋白和特異性蛋白，進而激活磷酸肌醇-3-激酶/蛋白激酶B（PI3K/Akt）通路緩解機體的氧化損傷[59]。Mao 等[60]研究表明，紅景天苷可以改變自由基誘導下細胞的形態(tài)、周期，腫瘤抑制基因p16、p53 和細胞周期依賴激酶抑制物p21 基因的表達水平來發(fā)揮抗衰老作用。Yin 等[61]探究了紅景天苷對視網(wǎng)膜色素細胞氧化應激的影響及作用機制，結(jié)果表明，紅景天苷能顯著降低過氧化氫誘導的細胞活力下降，同時也能改善過氧化氫誘導細胞氧化應激和細胞凋亡。此外，紅景天苷預處理也顯著提高了細胞中蛋白激酶B（Akt）和糖原合成酶激酶-3（GSK-3）的磷酸化水平。

2.2 不同研究模型評價紅景天抗衰老活性

2.2.1 細胞模型

細胞模型作為研究植物性活性物質(zhì)生理活性的重要模型，其已經(jīng)被應用于評價生物活性物質(zhì)的多種生理功能，如抗衰老、抗氧化、抗炎、抗癌等。在紅景天的抗衰老活性評價中，紅景天素被證明可以維持神經(jīng)突觸正常結(jié)構(gòu)及其與神經(jīng)元之間的功能，進而減輕大腦皮質(zhì)超微結(jié)構(gòu)的老化[62]。同時，紅景天被證明可以增強成纖維細胞生長因子（FGF）及相關凋亡基因在老齡大鼠嗅球中的表達，從而達到延緩嗅覺系統(tǒng)衰老的目的[30]。周思思等[31]采用紫外線輻照人皮膚成纖維細胞（HSF）和人永生化皮膚角質(zhì)形成細胞（HaCaT）構(gòu)建細胞衰老模型，并對紅景天提取物（皂苷、黃酮、多糖、揮發(fā)油）的體外抗皮膚衰老活性進行了評價。結(jié)果表明，這4 種提取物對皮膚細胞均有一定的衰老損傷修復作用。胡卡明等[32]研究了紅景天膠囊的抗衰老作用，結(jié)果表明，紅景天具有健脾益腎、益氣生血、保護細胞和延緩衰老的作用。Mao 等[33]在紫外線誘導的真皮纖維母細胞衰老模型中，評價了紅景天苷的抗衰老活性，結(jié)果表明，紅景天苷可提高細胞活力，降低與衰老相關的β-半乳糖苷酶陽性細胞數(shù)，減輕G1/G0 期細胞周期阻滯，抑制細胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑p21WAF 和p16INK 的表達，降低MDA 含量。張申堯等[34]研究表明，紅景天苷能夠通過調(diào)控HIF-1α 介導的自噬進而抵抗骨細胞凋亡。鄒琛等[35]研究表明，紅景天甙對過氧化氫誘導的心肌細胞損傷有著顯著的保護作用，其機理可能與紅景天苷能夠抑制脂質(zhì)過氧化和提高鈉泵活力有關。

2.2.2 果蠅和線蟲模型

果蠅和線蟲因具有優(yōu)良的生物血特性，已經(jīng)被廣泛應用于生物活性物質(zhì)生理活性的評價。在果蠅和線蟲研究模型中，紅景天提取物被證明具有良好的抗衰老活性。Jafari 等[36]利用果蠅和線蟲模型對紅景天的抗衰老活性進行了評價，結(jié)果表明，紅景天能夠顯著延長果蠅和線蟲的壽命，顯示出良好的抗衰老活性。Wiegant 等[37]研究表明，紅景天提取物能夠顯著提高秀麗隱桿線蟲的壽命。韓雪等[38]報道了0.12%紅景天中低聚體原花青素處理可以顯著延長黑腹果蠅的壽命，并能提高SOD 活性和降低MDA 含量。Zhang 等[39]報道了在轉(zhuǎn)基因果蠅阿爾茲海默癥模型中，紅景天苷可以促進GSK3β 磷酸化和抑制tau 蛋白磷酸化，達到延長果蠅壽命，提高其飛行能力和抑制其神經(jīng)元丟失的目的，顯示出紅景天苷良好的抗衰老能力。另外，Gao 等[40]研究發(fā)現(xiàn)，紅景天苷可能通過抑制海馬區(qū)神經(jīng)細胞內(nèi)SIRT1/NFκB 通路或下調(diào)凋亡相關的蛋白表達，進而達到保護D-半乳糖誘導的阿爾茲海默癥小鼠神經(jīng)系統(tǒng)的目的。同時，紅景天多糖也被證明可以減少骨髓細胞凋亡，進而發(fā)揮抗衰老作用[41]。

2.2.3 動物模型

動物模型作為一個重要的研究模型，被廣泛應用于生物活性物質(zhì)的功能評價中。動物模型中，紅景天可以通過提高抗氧化相關酶（SOD、GSH-Px 和CAT）的活性，降低酸性磷酸酶活性及過氧化脂（LPO）最終分解產(chǎn)物含量和MDA 含量，從而增強機體清除自由基的能力，降低生物膜的過氧化程度，保護機體細胞和組織不受自由基的損害，起到預防和延緩機體衰老的作用[43]。許晗等[44]研究表明，紅景天苷能夠顯著降低老年大鼠血清中MDA 含量及腦組織中褐質(zhì)水平，提高血清SOD、GSH-Px 活性，達到通過改善自由基代謝，進而發(fā)揮抗衰老作用的目的。金永日等[45]證明，紅景天莖葉提取物灌喂老年大鼠能夠明顯提高大鼠血清SOD、CAT、GSH-Px 活性及皮膚羥脯氨酸含量。姜文華等[46]研究表明，紅景天素可以促進蛋白質(zhì)的合成，提高SOD 和GSH-Px 活性，并降低酸性磷酸酶活性和抑制過氧化脂質(zhì)的形成，進而起到阻止細胞器退行性變化的作用。曲智威等[47]研究表明，紅景天苷可以提高大鼠肝臟SOD 和GSH-PX 活性，并降低LPO含量，表明紅景天苷具有一定的清除機體自由基的作用。關駿良等[48]對西藏紅景天的抗衰老作用進行了評價，結(jié)果表明，西藏紅景天提取物可以顯著抑制老年小鼠腦單胺氧化酶B（MAO-B）活性，增加腦單胺類神經(jīng)遞質(zhì)及肝脫氧核糖核酸（RNA）和組織蛋白質(zhì)含量，并增強老年小鼠腦、肝和腎SOD 活性,降低MDA含量，顯示了西藏紅景天良好的抗衰老作用。Mao 等[49]在D-半乳糖誘導的小鼠衰老模型中探究了紅景天苷的抗衰老作用，結(jié)果表明，紅景天苷可以通過改善肌肉活動，提高記憶潛能，增加淋巴細胞和白細胞介素的水平，進而發(fā)揮抗衰老作用。

由上可知，在不同研究模型中，紅景天均被證明具有良好的抗衰老活性，這對于我國傳統(tǒng)中藥資源的開發(fā)利用和保健食品的開發(fā)有著重要的意義。

3 結(jié)論與展望

我國中藥資源豐富，紅景天作為一種重要的中藥資源，其不僅是一類重要的保健藥物，而且也可作為重要的保健食品資源。紅景天營養(yǎng)豐富全面，安全性高，生理活性強，這些有利的條件勢必會加速紅景天在今后醫(yī)藥、食品等領域的快速發(fā)展。

紅景天及其提取物可以促進細胞生長增殖，調(diào)節(jié)衰老相關蛋白質(zhì)的合成，并能提高機體抗氧化酶（SOD、GSH-Px）的生物活性，同時可降低LPO 和MDA 的含量，進而清除機體過量自由基，達到延緩機體衰老的作用。同時，研究也證明，紅景天對細胞和機體沒有明顯的生物毒性效應，生物安全性高。因此，紅景天后續(xù)在相關領域具有廣闊的應用前景。另一方面，紅景天具有的多種健康效應和藥理作用被廣泛研究，抗衰老活性作為紅景天一個重要的生理活性已經(jīng)受到廣泛的關注。但目前研究多集中于采用細胞和動物模型對紅景天提取物的抗衰老活性進行評價，對于紅景天的抗衰老活性機制及分子機理報道較少，這將是后續(xù)研究的一個重要方向。其次，目前研究多集中于對紅景天混合提取物的健康效應以及其藥理學作用進行研究，對提取物中單個具體活性成分與人類健康關系的研究較少，因此試驗結(jié)果缺乏一定針對性，后續(xù)研究應該采用現(xiàn)代分離技術手段結(jié)合現(xiàn)代生物學手段對紅景天提取物進行分離純化，然后對純化后組分的理化特征和生理活性進行研究，這樣能夠有針對性的對紅景天健康效應進行更加深入的評價。再者，目前主要以紅景天苷、紅景天素及多糖的理化特征和生物活性進行了深入探究，其他活性成分（如黃酮類）的研究相對較少，后續(xù)應當加強這方面的研究。最后，前期研究主要采用細胞、線蟲/果蠅、動物模型對紅景天提取物生理活性進行評價，試驗結(jié)果推及人體存在一定的差異和不足，臨床試驗作為評價生物活性物質(zhì)生理活性的最準確的試驗模型，對于評價紅景天抗衰老活性有著重大意義。后續(xù)應采用臨床試驗結(jié)合3 大組學技術（蛋白組學、代謝組學、基因組學）來評價紅景天及其提取物的生理活性，對于準確掌握紅景天及其提取物的營養(yǎng)學和藥理學性質(zhì)有著積極意義。我國西部地區(qū)紅景天資源豐富，儲量大，藥用價值高，加強對紅景天資源的科學研究和利用對于加強當?shù)刈匀毁Y源的開發(fā)，提升紅景天經(jīng)濟效益，促進當?shù)厝嗣窠?jīng)濟收入有著積極的促進意義。