竹叶青酒提取物改善D-半乳糖诱导的衰老小鼠模型中的氧化应激和神经炎症

《Foods》：Zhuyeqing Liquor Extract Ameliorates Oxidative Stress and Neuroinflammation in D-Galactose-Induced Aging Mice Model

　　

老龄化人口的增加凸显了针对氧化应激（oxidative stress）和神经炎症（neuroinflammation）进行干预的紧迫性。本研究利用过氧化氢（H₂O₂）诱导的HT-22细胞和D-半乳糖（D-galactose）诱导的衰老小鼠模型，探究了竹叶青酒提取物（ZLE）的抗衰老潜力。结果表明，ZLE表现出自由基清除活性，缓解了神经元氧化损伤，并抑制了促炎细胞因子的表达。同时，ZLE改善了年龄相关的生理衰退，提升了空间学习和记忆能力，并保护了衰老小鼠的海马神经元。机制分析揭示，ZLE通过激活SIRT1-Nrf2-HO-1抗氧化通路，同时抑制NF-κB炎症通路，来发挥其生物活性。该研究提示，ZLE可能具有作为神经保护性功能性食品成分的潜力，为其进一步开发提供了科学依据。

**论文解读：竹叶青酒提取物通过调控SIRT1-Nrf2-HO-1和NF-κB通路改善衰老小鼠模型中氧化应激与神经炎症**

**1. 研究背景与问题**

随着全球人口老龄化加速，阿尔茨海默病、帕金森病等年龄相关神经退行性疾病成为重大公共卫生问题。氧化应激（oxidative stress）和神经炎症（neuroinflammation）被广泛认为是驱动中枢神经系统（central nervous system, CNS）衰老相关病理变化的核心内在机制。活性氧（reactive oxygen species, ROS）积累会损伤脂质、蛋白质和DNA，触发线粒体功能障碍和凋亡；而神经炎症表现为星形胶质细胞和小胶质细胞的过度活化及促炎因子的大量分泌，二者形成恶性循环，加速神经元损伤。现有合成抗衰老药物（如navitoclax、二甲双胍）存在安全性或疗效个体差异大的局限，因此急需开发安全、有效的天然多功能成分。竹叶青酒（Zhuyeqing liquor, ZYQ）是一种传统食品饮料，含有多种药食同源物质，已被批准为保健食品，但其提取物的抗衰老机制尚不明确。为此，研究人员开展了本研究，旨在系统探究竹叶青酒提取物（ZLE）的抗氧化和抗神经炎症作用及其分子机制，为传统酒类向现代功能食品转化提供科学依据。论文发表在《Foods》。

**2. 主要技术方法概述**

研究人员使用了以下关键技术：采用超高效液相色谱-四极杆静电场轨道阱质谱（UPLC-Q-Exactive HF-MS）对ZLE进行植物化学成分表征；通过CCK-8法、ROS荧光探针（DCFH-DA）和流式细胞术评估ZLE对H₂O₂诱导的HT-22小鼠海马神经元细胞的活力、活性氧水平和细胞周期的影响；建立D-半乳糖（D-galactose）诱导的ICR小鼠衰老模型（8周龄雄性，北京维通利华实验动物技术有限公司），通过皮下注射D-半乳糖（500 mg/kg）并连续8周口服灌胃ZLE，结合Morris水迷宫（Morris Water Maze, MWM）行为学测试、血清生化指标检测（AST、ALT、Cre、BUN、SOD、MDA、GSH、GSH-PX）、苏木精-伊红（H&E）染色和免疫荧光（IF）染色观察海马神经元形态及胶质细胞活化；采用逆转录定量PCR（RT-qPCR）和Western blot检测脑组织中SIRT1、Nrf2、HO-1、NF-κB等信号通路相关基因和蛋白的表达。

**3. 研究结果**

**3.1 ZLE的植物化学表征**
通过UPLC-Q-Exactive HF-MS分析，共鉴定出389种植物化学成分，主要包括环烯醚萜苷（iridoid glycosides）、有机酸（organic acids）和黄酮类（flavonoids），总萜类含量为2.841±0.039 mg/mL，总黄酮含量为1.098±0.008 mg/mL。

**3.2 ZLE的抗氧化效果**
体外抗氧化实验显示，ZLE在5 mg/mL浓度下对超氧阴离子、DPPH和ABTS⁺自由基的清除率分别为14.3%、42.4%和81.8%，且呈浓度依赖性，表明ZLE具有直接清除自由基的能力。

**3.3 ZLE对H₂O₂诱导HT-22细胞活力的影响**
CCK-8结果显示，50~100 μg/mL ZLE预处理可提高H₂O₂（650 μM）诱导后HT-22细胞的存活率，而500 μg/mL ZLE表现出潜在毒性，提示ZLE具有保护作用和剂量依赖性毒性。

**3.4 ZLE对H₂O₂诱导HT-22细胞氧化应激和炎症水平的影响**
RT-qPCR结果表明，100 μg/mL ZLE显著上调过氧化氢酶（CAT）mRNA表达（p=0.019），10 μg/mL ZLE显著上调超氧化物歧化酶（SOD）mRNA表达（p=0.018）；10和100 μg/mL ZLE均显著降低细胞内ROS水平（p<0.01）。同时，ZLE干预使促炎细胞因子肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白细胞介素-1β（IL-1β）和IL-6的mRNA表达呈下降趋势，显示抗炎潜力。

**3.5 ZLE对H₂O₂诱导HT-22细胞周期的影响**
流式细胞术分析表明，H₂O₂诱导使HT-22细胞发生G1期阻滞、G2期减少；而100 μg/mL ZLE干预可减轻这种细胞周期紊乱。

**3.6 ZLE调节D-半乳糖诱导衰老小鼠的生长和生理指标**
与模型组（MOD）相比，ZLE低剂量组（ZL）缓解了体重增长减慢和摄食量减少，并部分改善了脾脏指数和肝脏指数的下降趋势。ZLE干预还使血清中天冬氨酸氨基转移酶（AST）、丙氨酸氨基转移酶（ALT）、肌酐（Cre）和血尿素氮（BUN）水平呈下降趋势，表明ZLE对肝肾具有良好的生物安全性。

**3.7 ZLE增强D-半乳糖诱导衰老小鼠的空间学习和记忆能力**
Morris水迷宫测试显示，第5天高剂量ZLE组（ZH）逃逸潜伏期显著短于MOD组（p=0.0394）；在探索实验中，ZL和ZH组在目标象限停留时间和穿越平台次数均增加，游泳轨迹更集中于目标象限，表明ZLE改善了空间学习和记忆能力。

**3.8 ZLE改善D-半乳糖诱导衰老小鼠的海马神经元形态**
H&E染色显示，MOD组海马CA1区和齿状回（DG）神经元出现胞质深染和核固缩，而ZLE干预后这些病理变化减轻。免疫荧光染色显示，MOD组胶质纤维酸性蛋白（GFAP，标记星形胶质细胞）和离子钙接头蛋白1（Iba1，标记小胶质细胞）阳性面积显著增加（p<0.01），而ZLE干预后两者阳性面积均显著降低（p<0.01），表明ZLE抑制了胶质细胞的过度活化。

**3.9 ZLE改善D-半乳糖诱导衰老小鼠的神经炎症**
RT-qPCR显示，MOD组脑组织中TNF-α和IL-1β mRNA表达显著升高，ZLE干预后呈现降低趋势，但未达显著性。然而，MOD组核因子-κB（NF-κB）mRNA表达显著升高，而ZL和ZH组均显著抑制NF-κB转录（p<0.05）。Western blot进一步证实，MOD组磷酸化P65（p-P65）蛋白水平及p-P65/P65比值显著升高，而ZL干预显著降低该比值（p=0.043），抑制了NF-κB通路的过度激活。

**3.10 ZLE减轻D-半乳糖诱导衰老小鼠的氧化应激**
血清生化检测显示，MOD组SOD、谷胱甘肽（GSH）和谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-PX）水平显著降低，丙二醛（MDA）含量显著升高。ZL组显著恢复MDA和GSH-PX水平（p<0.05）。RT-qPCR分析脑组织发现，ZL组显著上调血红素加氧酶-1（HO-1）和沉默信息调节因子1（SIRT1）的mRNA表达，并缓解核因子E2相关因子2（Nrf2）表达的下调，表明ZLE激活了SIRT1-Nrf2-HO-1抗氧化信号通路。

**4. 讨论与结论**

讨论部分指出，ZLE通过直接清除自由基和上调内源性抗氧化酶（SOD、CAT）表达，增强了神经元细胞的抗氧化防御能力，同时抑制H₂O₂触发的神经炎症。在D-半乳糖诱导的衰老小鼠模型中，ZLE改善了器官指数、体重和摄食量，恢复了血清抗氧化酶活性并降低了MDA水平，其机制与激活脑内SIRT1-Nrf2-HO-1通路有关。此外，ZLE抑制了NF-κB p65磷酸化，减少了促炎细胞因子释放，进而减轻了胶质细胞过度活化、保护了海马神经元结构完整性，并在行为学上表现为空间学习记忆能力的提升。这些保护作用可能归功于ZLE中富含环烯醚萜苷、有机酸和黄酮类等生物活性成分。研究也存在若干局限性：ZLE的生物利用度和脑内分布尚不清楚；最佳剂量-效应关系未完全建立；细胞实验缺乏阳性对照；未区分基酒和植物提取物的贡献。未来需进一步研究其活性成分、药代动力学和临床转化潜力。

**结论翻译**：本研究表明，竹叶青酒提取物（ZLE）在体外和体内均表现出抗氧化、抗神经炎症和神经保护作用。结果显示，ZLE通过减少ROS积累、上调抗氧化酶表达和抑制促炎细胞因子释放，保护HT-22细胞免受H₂O₂诱导的氧化应激和细胞周期阻滞。同时，ZLE改善了D-半乳糖诱导小鼠的衰老相关生理异常，包括提高器官指数、保护海马神经元形态、抑制星形胶质细胞和小胶质细胞的过度活化，以及改善空间学习和记忆能力。在机制上，ZLE通过激活SIRT1-Nrf2-HO-1信号通路和抑制NF-κB通路，减轻了衰老相关的氧化应激和神经炎症。这些发现提示ZLE作为天然功能性膳食成分在缓解年龄相关氧化应激和神经炎症方面的潜力，并为将传统酒类提取物开发为现代功能食品提供了科学依据。