題目：西洋參三七丹參顆粒通過AMPK/SIRT1信號通路減緩D-gal誘導的C57BL/6J小鼠衰老

英文名：Xiyangshen Sanqi Danshen granules attenuated D-gal-induced C57BL/6J mouse aging through the AMPK/SIRT1 signaling pathway

雜志：Phytomedicine

影響因子：6.7/Q1

發表時間：2024年11月17日

研究背景：衰老是全球亟待解決的問題，許多慢性疾病也經常伴隨著衰老的出現。西洋參三七丹參顆粒（XSD）具有抗氧化、抗炎和抗疲勞的作用，但其抗衰老作用的機制尚不清楚。

研究思路：本研究通過在D-半乳糖（D-gal）誘導的C57BL/6J小鼠衰老模型中進行轉錄組分析和網絡藥理學分析，闡明了XSD的抗衰老機制和潛在活性成分。從莫里斯水迷宮、被動回避試驗和旋轉棒試驗結果來看，XSD提高了D-gal誘導的衰老小鼠的學習和記憶能力，同時增強了其運動功能。此外，XSD還能顯著提高D-gal小鼠頸總動脈的血管脈搏波速度（PWV）、β-剛度指數和壓力應變彈性系數（EP），降低頸動脈擴張性（CD），并降低P53和8-OHdG的表達水平。轉錄組測序分析發現，AMPK/SIRT1信號通路是XSD減緩衰老的潛在機制。XSD還提高了D-gal誘導的小鼠大腦中Ki67、AMPK、SIRT1和Nrf2核轉位的蛋白水平，同時降低了P21、P53、IL-18、8-OHdG、硝基酪氨酸、COX-2和NF-κBp65核轉位的蛋白水平。服用AMPK抑制劑和SIRT1抑制劑會阻礙XSD的抗衰老作用，表現為8-OHdG、COX-2和NF-κBp65的核轉位升高；Ki67和Nrf2的核轉位降低。網絡藥理學分析表明，XSD的潛在活性成分是槲皮素、山柰酚、丹參酮IIA、異鼠李素、人參皂苷F2和隱丹參酮。

研究結果：

1、XSD的化學成分

圖1顯示了正負信號模式下XSD的典型全離子色譜圖譜。利用mzcloud在線數據庫和本地自建的中藥天然產物mzVault數據庫檢測特征峰。確認陽性結果的標準包括質量偏差小于5ppm、同位素分布一致以及與mzVault參考數據庫的匹配得分超過70分。通過分析，確定了XSD中的210個成分。

圖1

2、XSD可改善D-gal誘導的衰老小鼠的記憶和運動能力

服用XSD10周后，進行了行為測試以驗證XSD的有效性。隨著訓練課程的進行，小鼠的逃逸潛伏期（小鼠找到平臺所需的時間）普遍下降，這表明訓練有效，并預示著第六天的測試可以繼續進行（圖2B）。第六天的測試結果表明，與未經處理的對照組小鼠相比，經D-gal處理的小鼠表現出更短的游泳距離和更少的平臺穿越次數（圖2C-E）。XSD和MT處理增加了D-gal小鼠穿越平臺的次數和在目標象限的游泳距離。此外，XSD處理的D-gal小鼠的被動回避結果也有顯著改善，這表明XSD可以增強D-gal小鼠的記憶力（圖2F-G）。如圖1H所示，旋轉棒實驗結果表明，XSD處理的D-gal小鼠與D-gal處理的小鼠相比，跌倒潛伏期顯著增加。

圖2

3、XSD可延緩D-gal誘導的衰老小鼠頸總動脈的衰老

圖3A-E顯示，與對照組相比，D-gal組小鼠血管的脈搏波速度、β-僵化指數和EP顯著增大，CD顯著減小。XSD能明顯降低D-gal組小鼠血管的脈搏波速度、β-僵化指數和EP，增加D-gal組小鼠的CD。此外，與對照組相比，D-gal組小鼠頸總動脈棕色沉積量明顯增加，表明D-gal組小鼠P53和8-OHdG的表達水平更高，而XSD能明顯降低D-gal誘導小鼠P53和8-OHdG的表達水平（圖3F-I）。

圖3

4、XSD調節的衰老標志物可抑制D-gal誘導的衰老小鼠的氧化損傷和炎癥反應

D-gal組的Ki67水平明顯低于對照組，而D-gal小鼠經XSD處理后，Ki67水平發生逆轉（圖4A-B）。與對照組相比，D-gal組中P21的水平升高，但XSD處理的D-gal組中P21的水平降低（圖4B，D）。然而，XSD處理降低了D-gal處理小鼠的COX-2和IL-18水平（圖4B、C）。總之，XSD增加了Ki67表達，降低了P21表達，抑制了氧化損傷和炎癥反應。

圖4

5、  轉錄組分析

火山圖顯示，與對照組相比，D-gal組有907個基因上調，899個基因下調（圖5a）。分層聚類分析結果表明，某些基因的表達模式在D-gal處理后發生了改變，而這些改變在給藥后被逆轉（圖5B）。KEGG富集分析與"PI3K-Akt信號通路"、"P53信號通路"、"氧化磷酸化"等相關（圖5C-D）。XSD調控的DEGs隨后與104個疾病靶標相關聯（圖5E），KEGG富集分析則富集了與"氧化磷酸化"、"AMPK信號轉導"和"長壽"相關的信號通路（圖5F-G）。此外，還構建了DEGs及其相關疾病靶標的網絡，并用紅色框標出了參與"長壽調節通路"的靶標（圖5H）。網絡中排名前四的靶標在長壽調節通路中用紅色圓圈標出；這些靶標集中在長壽調節通路AMPK/SIRT1軸的下游。因此，推測XSD可能會調節長壽調節通路的AMPK/SIRT1軸，從而減輕D-gal誘導的衰老（圖5J）。

圖5

6、XSD增強了D-gal誘導的衰老小鼠的AMPK/SIRT1信號通路

為了驗證這一假設，在IF、WB和ELISA實驗中研究了XSD對D-gal小鼠體內AMPK、SIRT1及其下游蛋白P53和NF-κBp65的影響（圖6A）。在D-gal處理的小鼠大腦中檢測到AMPK和SIRT1的表達水平明顯下降，而XSD處理則提高了AMPK和SIRT1的水平（圖6B，E）。此外，經D-gal處理的小鼠大腦中的P53含量顯著增加，同時NF-κBp65從細胞質向細胞核的轉位也增加了。與此相反，XSD處理降低了D-gal處理小鼠的P53水平和NF-κBp65的核轉位（圖6B-D）。這些結果表明，在D-gal誘導的衰老小鼠中，XSD激活了AMPK/SIRT1通路。

圖6

7、AMPK和SIRT1抑制劑抑制了XSD對D-gal誘導的小鼠衰老的抗衰老作用

為了驗證XSD的抗衰老機制，應用AMPK抑制劑和SIRT1抑制劑分別抑制AMPK和SIRT1（圖7A）。XSD介導的Ki67水平升高和Nrf2的核轉位受到了明顯抑制（圖7B-C）。這些結果表明，抑制AMPK和SIRT1可抑制XSD在D-gal誘導的小鼠中的抗衰老作用。通過OB和DL對XSD的測定成分進行篩選后，篩選出6個合格化合物，確定了與長壽信號通路中10個靶點相關的316個藥物靶點，并用Cytoscape3.7.1構建和繪制了網絡圖（圖7D）。根據這些發現，推測XSD中具有抗衰老作用的有效成分可能是槲皮素、山柰酚、丹參酮IIA、異鼠李素、人參皂苷F2和隱丹參酮。

圖7

總結：XSD通過增強AMPK/SIRT1信號通路，緩解了D-gal誘導的C57BL/6J小鼠衰老。這項研究為抗衰老提供了潛在藥物，同時也促進了XSD抗衰老作用的應用。文章方法易復現，傲星生物不僅具有豐富的分析經驗、還提供完善的下游驗證、機制研究服務，一對一專屬服務為您排憂解難，助您輕松應對畢業和晉升！