一项发表在《细胞代谢》上的新研究表明,麦角硫因——一种天然存在于蘑菇和发酵食品中的化合物,在老年动物中通过增强移动能力、耐力和应激抵抗力以及保护细胞免受损害来改善健康寿命。该研究由莱布尼茨分析科学研究所(ISAS)主导,并与多个国际机构合作,揭示了麦角硫因如何影响与年龄相关的生物标志物,提供了其在治疗如肌肉减少症等与年龄相关疾病方面的潜在应用。
“我们的分析现在终于明确了其机制,并表明麦角硫因在预防与年龄相关的疾病方面具有非常有希望的治疗潜力,”ISAS的ERC Sulfaging研究组负责人米洛什·菲利波维奇博士评论道。
这项研究强调了衰老研究中越来越关注健康寿命而非寿命的趋势,反映了维持身体和细胞健康的优先级日益提高。随着麦角硫因在动物模型中显示出改善耐力和减缓衰老过程的效果,它可能成为应对与年龄相关的疾病(如阿尔茨海默病和肌肉减少症)的重要一步,并延长健康生活的时间——尤其是该分子已经广泛存在于补充剂中。
研究团队包括来自贝尔格莱德大学、海德堡大学和剑桥大学的科学家,他们在多个动物模型中研究了麦角硫因的影响,包括线虫(秀丽隐杆线虫)和大鼠。在线虫中,从成年早期开始用麦角硫因处理不仅延长了寿命,还改善了移动能力和应激抵抗力,同时减少了老化生物标志物。
“随着动物年龄的增长,与对照组的差异变得更加明显。此外,我们没有观察到任何不良副作用——其他研究也没有,”曾在ISAS攻读博士学位的邓贾·佩特罗维奇博士解释说。
麦角硫因对哺乳动物的影响同样显著;贝尔格莱德大学的研究人员发现,接受该化合物治疗的大鼠在耐力、肌肉质量和血管化方面都有显著改善。在为期三周的时间里,九个月大的大鼠每天接受10毫克的麦角硫因——相当于大约4.5克干牡蛎蘑菇中的含量。除了耐力的改善外,研究人员还报告了肌肉干细胞的增加和肌肉组织中新微小血管的形成,这突显了其在预防肌肉减少症方面的潜力。
通过质谱分析和细胞培养分析,研究团队揭示了这些现象背后的分子机制。麦角硫因作为酶胱硫醚-γ-裂解酶(CSE)的替代底物,CSE是产生硫化氢(H₂S)的关键酶——硫化氢是一种通过一种称为多硫化作用的过程保护细胞免受氧化应激的信号分子。多硫化作用的减少与衰老和心血管及神经退行性疾病等有关。
研究人员发现,麦角硫因增加了特定酶甘油-3-磷酸脱氢酶(GPDH)的多硫化作用,从而提高了NAD+水平——NAD+是一种在促进长寿和代谢健康方面起重要作用的辅酶。
“人体本身无法生产麦角硫因。然而,这种特定的利用机制表明它对我们非常重要,”佩特罗维奇指出。
这一机制建立在该研究团队2019年的早期工作基础上,当时他们证明多硫化作用会随着年龄的增长而减少,但可以通过饮食干预积极影响。通过刺激这一关键的细胞过程,麦角硫因作为一种减缓衰老效应的潜在工具浮出水面。
为了进一步探索其益处,研究人员对年轻大鼠进行了为期五天的短期研究,每天给予麦角硫因。结果表明,耐力显著增加,血液中的NAD+水平也升高,表明该化合物可能具有增强体力表现的潜力。
“这表明麦角硫因对新陈代谢的影响类似于兴奋剂,”菲利波维奇说。
受到这些发现的鼓舞,菲利波维奇和他的团队计划将研究扩展到人类试验,以评估麦角硫因是否能在体力表现和抵抗与年龄相关的衰退方面提供类似的益处。
通过阐明麦角硫因的分子机制,这项研究有望为能够减缓或预防与年龄相关的疾病的疗法打开大门,改善生活质量。随着进一步的研究,该化合物可能有望维持人类的健康寿命,解决诸如肌肉减少症、心血管功能下降和神经退行性变等挑战。
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