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衰老是一种复杂且逐步之生物学过程,其损害器官功能,终致疾病与死亡。活性氧(ROS)过量则具有毒性,可触发脂质过氧化作用,破坏细胞内氧化还原平衡,导致组织损伤不可逆,进而加速衰老进程。诸多合成化学抗氧化剂已被应用于临床以延缓衰老。然而,鉴于其长期使用可能带来的毒性和潜在健康风险,这些抗氧化剂的应用受到限制。因此,探究衰老机制,开发天然且安全的抗氧化及抗衰老策略显得尤为关键。
何首乌(PM)作为一种广泛运用的中药材,近年来备受关注。研究揭示,PM具备多种治疗功效,涉及降低血脂、肝脏保护、延缓衰老、增强免疫系统以及支持心血管健康等领域。尽管多糖是PM的主要活性成分之一,但PM多糖在抗衰老方面的特性及其作用机制尚未得到充分的探究。
日前,一篇名为“Two polysaccharides from Polygonum multiflorum Thunb. exert anti-aging by regulating P53/P21 pathway and amino acid metabolism”的文章为深入了解PM多糖的抗衰老机制提供了重要见解。
图1 论文首页
PM对体重的影响
对照组小鼠的毛发生长状况保持正常,而模型组小鼠在建立模型两周后表现出明显的脱发现象(图2A)。与之相比,阳性药物组、RPMP-N组以及RPMP-A组在毛发状况上均展现出不同程度的改善。所有实验组均按周进行了体重的测量(图2B),且在11周的观察期内均呈现出持续增长的趋势。然而,从第7周开始,模型组的体重普遍低于其他各组。进一步观察发现,与模型组相比,阳性药物组及PM组在体重减轻方面有所缓解。
图2 RPMP-N和RPMP-A对衰老小鼠表型的影响
PM对行为能力的影响
Morris水迷宫试验结果显示,相较于对照组,模型组小鼠的运动轨迹较为紊乱。相对而言,经过VC处理的小鼠以及接受不同剂量RPMP-N和RPMP-A处理的小鼠,其运动轨迹展现出较为明显的改善趋势(图2D)。这表明VC以及不同浓度的RPMP-N和RPMP-A的治疗能够促进小鼠精神状态的恢复,并改善其学习记忆功能。
PM对组织病理学改变的影响
HE染色结果显示,对照组肝细胞形态分化良好,细胞核分布均匀(图3A)。肝小叶结构完整,肝索排列有序,厚度一致。肝血窦呈现正常状态,分布均匀,并有内皮细胞的内衬。模型组肝组织显示出紊乱状态,肝细胞中炎症细胞的浸润数量增多,细胞核形态不规则,核浆边界模糊。相较于模型组,阳性对照组的肝脏结构保持正常,细胞组织排列有序,染色效果更佳,细胞边界清晰,细胞结构更为明显。
值得注意的是,RPMP-N和RPMP-A显著缓解了由d-gal诱导的病理变化,这些变化包括肝索的破坏、肝血窦调节功能的失调以及炎症细胞的浸润。此外,两种多糖组分在高剂量下的病理改善效果比低剂量更为显著。脑组织切片经过HE染色后的图像(图3B),揭示了对照组海马区细胞数量众多,排列整齐,形态保持完整。相比之下,模型组的海马区结构较为松散,出现神经水肿现象。VC组的细胞核呈现轻度染色,核仁清晰可见。RPMP-N和RPMP-A的治疗减轻了海马组织中的神经水肿、炎症细胞浸润和坏死现象,导致细胞数量增加,神经元分布更为均匀,形态逐渐恢复正常。两种多糖组分在高剂量下的病理改善效果较之低剂量更为显著。
图3 小鼠肝组织(A)和脑组织切片(B)的HE染色
PM对大脑皮层神经元细胞凋亡的影响
神经元细胞数量的减少揭示了大脑中神经功能的障碍,而细胞凋亡是造成这种减少的主要原因。通过抑制或延缓神经元细胞的死亡,可以缓解神经系统发育不全,推迟大脑衰老的进程。DAPI染料以蓝色染色所有含有DNA的细胞,包括处于凋亡状态和非凋亡状态的细胞,而FITC-12-dUTP则特异性地标记凋亡细胞的DNA断裂,使其呈现绿色。这两种荧光染料的结合使用,为评估凋亡过程提供了更为全面的视角。图4展示了RPMP-N和RPMP-A对老年小鼠大脑皮层神经元细胞凋亡的影响。模型组的黄绿色凋亡率最高,显示出较高的凋亡率,而对照组的凋亡率最低。RPMP-N和RPMP-A两种低剂量组的细胞凋亡率均略低于模型组。值得注意的是,高剂量组的RPMP-N和RPMP-A进一步降低了细胞凋亡率。此外,在相同剂量下,RPMP-A组的细胞凋亡率低于RPMP-N组。
图4 小鼠大脑皮层神经元细胞的荧光结果
PM对氧化应激和抗氧化生物标志物的影响
研究对超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)等抗氧化酶的活性进行了测定。相较于对照组,模型组小鼠的脑和肝组织中丙二醛(MDA)水平上升,同时抗氧化酶活性显著下降(P<0.001)(图5)。与模型组相比,RPMP-N和RPMP-A以及阳性对照组均显著降低了肝脏和脑组织中的MDA水平,并提升了抗氧化酶活性(包括SOD、CAT和GSH-PX)(P<0.05)。值得注意的是,在相同剂量条件下,RPMP-A在降低MDA水平以及增强SOD、CAT和GSH-PX活性方面相较于RPMP-N显示出更高的效能。
图5 小鼠肝脏中SOD、CAT、GSH-PX酶的MDA含量及表达水平
PM对P16、P21、P53蛋白表达的影响
RPMP-N与RPMP-A对小鼠肝脏及脑组织中P16、P21、P53蛋白表达的影响如图6所示。相较于对照组,模型组在肝脏及脑组织中这些蛋白的表达显著上升。RPMP-N与RPMP-A多糖均能显著抑制这些蛋白的表达,并且随着浓度的提升,其下调效应更为显著。进一步观察发现,RPMP-A在抑制P16、P21、P53蛋白过度表达方面相较于RPMP-N展现出更优的效果。
图6 P16、P21和P53蛋白在小鼠肝脏和脑组织中的表达
结论
该研究为项目经理的临床应用提供了坚实的科学依据,推动了新药物制剂与营养品的开发进程。同时,它也为监管科学领域提供了必需的科学支撑。
参考文献:
Fan J, Li Y, Yang S, Yang J, Jin H, Wang Y, Wei F, Ma S. Two polysaccharides from Polygonum multiflorum Thunb. exert anti-aging by regulating P53/P21 pathway and amino acid metabolism. Int J Biol Macromol. 2025 Feb 27;306(Pt 3):141573. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2025.141573
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