题目：西洋参三七丹参颗粒通过AMPK/SIRT1信号通路减缓D-gal诱导的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

杂志：Phytomedicine

影响因子：6.7/Q1

发表时间：2024年11月17日

研究背景：衰老是全球亟待解决的问题，许多慢性疾病也经常伴随着衰老的出现。西洋参三七丹参颗粒（XSD）具有抗氧化、抗炎和抗疲劳的作用，但其抗衰老作用的机制尚不清楚。

研究思路：本研究通过在D-半乳糖（D-gal）诱导的C57BL/6J小鼠衰老模型中进行转录组分析和网络药理学分析，阐明了XSD的抗衰老机制和潜在活性成分。从莫里斯水迷宫、被动回避试验和旋转棒试验结果来看，XSD提高了D-gal诱导的衰老小鼠的学习和记忆能力，同时增强了其运动功能。此外，XSD还能显著提高D-gal小鼠颈总动脉的血管脉搏波速度（PWV）、β-刚度指数和压力应变弹性系数（EP），降低颈动脉扩张性（CD），并降低P53和8-OHdG的表达水平。转录组测序分析发现，AMPK/SIRT1信号通路是XSD减缓衰老的潜在机制。XSD还提高了D-gal诱导的小鼠大脑中Ki67、AMPK、SIRT1和Nrf2核转位的蛋白水平，同时降低了P21、P53、IL-18、8-OHdG、硝基酪氨酸、COX-2和NF-κBp65核转位的蛋白水平。服用AMPK抑制剂和SIRT1抑制剂会阻碍XSD的抗衰老作用，表现为8-OHdG、COX-2和NF-κBp65的核转位升高；Ki67和Nrf2的核转位降低。网络药理学分析表明，XSD的潜在活性成分是槲皮素、山柰酚、丹参酮IIA、异鼠李素、人参皂苷F2和隐丹参酮。

研究结果：

1、XSD的化学成分

图1显示了正负信号模式下XSD的典型全离子色谱图谱。利用mzcloud在线数据库和本地自建的中药天然产物mzVault数据库检测特征峰。确认阳性结果的标准包括质量偏差小于5ppm、同位素分布一致以及与mzVault参考数据库的匹配得分超过70分。通过分析，确定了XSD中的210个成分。

图1

2、XSD可改善D-gal诱导的衰老小鼠的记忆和运动能力

服用XSD10周后，进行了行为测试以验证XSD的有效性。随着训练课程的进行，小鼠的逃逸潜伏期（小鼠找到平台所需的时间）普遍下降，这表明训练有效，并预示着第六天的测试可以继续进行（图2B）。第六天的测试结果表明，与未经处理的对照组小鼠相比，经D-gal处理的小鼠表现出更短的游泳距离和更少的平台穿越次数（图2C-E）。XSD和MT处理增加了D-gal小鼠穿越平台的次数和在目标象限的游泳距离。此外，XSD处理的D-gal小鼠的被动回避结果也有显著改善，这表明XSD可以增强D-gal小鼠的记忆力（图2F-G）。如图1H所示，旋转棒实验结果表明，XSD处理的D-gal小鼠与D-gal处理的小鼠相比，跌倒潜伏期显著增加。

图2

3、XSD可延缓D-gal诱导的衰老小鼠颈总动脉的衰老

图3A-E显示，与对照组相比，D-gal组小鼠血管的脉搏波速度、β-僵化指数和EP显著增大，CD显著减小。XSD能明显降低D-gal组小鼠血管的脉搏波速度、β-僵化指数和EP，增加D-gal组小鼠的CD。此外，与对照组相比，D-gal组小鼠颈总动脉棕色沉积量明显增加，表明D-gal组小鼠P53和8-OHdG的表达水平更高，而XSD能明显降低D-gal诱导小鼠P53和8-OHdG的表达水平（图3F-I）。

图3

4、XSD调节的衰老标志物可抑制D-gal诱导的衰老小鼠的氧化损伤和炎症反应

D-gal组的Ki67水平明显低于对照组，而D-gal小鼠经XSD处理后，Ki67水平发生逆转（图4A-B）。与对照组相比，D-gal组中P21的水平升高，但XSD处理的D-gal组中P21的水平降低（图4B，D）。然而，XSD处理降低了D-gal处理小鼠的COX-2和IL-18水平（图4B、C）。总之，XSD增加了Ki67表达，降低了P21表达，抑制了氧化损伤和炎症反应。

图4

5、  转录组分析

火山图显示，与对照组相比，D-gal组有907个基因上调，899个基因下调（图5a）。分层聚类分析结果表明，某些基因的表达模式在D-gal处理后发生了改变，而这些改变在给药后被逆转（图5B）。KEGG富集分析与"PI3K-Akt信号通路"、"P53信号通路"、"氧化磷酸化"等相关（图5C-D）。XSD调控的DEGs随后与104个疾病靶标相关联（图5E），KEGG富集分析则富集了与"氧化磷酸化"、"AMPK信号转导"和"长寿"相关的信号通路（图5F-G）。此外，还构建了DEGs及其相关疾病靶标的网络，并用红色框标出了参与"长寿调节通路"的靶标（图5H）。网络中排名前四的靶标在长寿调节通路中用红色圆圈标出；这些靶标集中在长寿调节通路AMPK/SIRT1轴的下游。因此，推测XSD可能会调节长寿调节通路的AMPK/SIRT1轴，从而减轻D-gal诱导的衰老（图5J）。

图5

6、XSD增强了D-gal诱导的衰老小鼠的AMPK/SIRT1信号通路

为了验证这一假设，在IF、WB和ELISA实验中研究了XSD对D-gal小鼠体内AMPK、SIRT1及其下游蛋白P53和NF-κBp65的影响（图6A）。在D-gal处理的小鼠大脑中检测到AMPK和SIRT1的表达水平明显下降，而XSD处理则提高了AMPK和SIRT1的水平（图6B，E）。此外，经D-gal处理的小鼠大脑中的P53含量显著增加，同时NF-κBp65从细胞质向细胞核的转位也增加了。与此相反，XSD处理降低了D-gal处理小鼠的P53水平和NF-κBp65的核转位（图6B-D）。这些结果表明，在D-gal诱导的衰老小鼠中，XSD激活了AMPK/SIRT1通路。

图6

7、AMPK和SIRT1抑制剂抑制了XSD对D-gal诱导的小鼠衰老的抗衰老作用

为了验证XSD的抗衰老机制，应用AMPK抑制剂和SIRT1抑制剂分别抑制AMPK和SIRT1（图7A）。XSD介导的Ki67水平升高和Nrf2的核转位受到了明显抑制（图7B-C）。这些结果表明，抑制AMPK和SIRT1可抑制XSD在D-gal诱导的小鼠中的抗衰老作用。通过OB和DL对XSD的测定成分进行筛选后，筛选出6个合格化合物，确定了与长寿信号通路中10个靶点相关的316个药物靶点，并用Cytoscape3.7.1构建和绘制了网络图（图7D）。根据这些发现，推测XSD中具有抗衰老作用的有效成分可能是槲皮素、山柰酚、丹参酮IIA、异鼠李素、人参皂苷F2和隐丹参酮。

图7

总结：XSD通过增强AMPK/SIRT1信号通路，缓解了D-gal诱导的C57BL/6J小鼠衰老。这项研究为抗衰老提供了潜在药物，同时也促进了XSD抗衰老作用的应用。文章方法易复现，傲星生物不仅具有丰富的分析经验、还提供完善的下游验证、机制研究服务，一对一专属服务为您排忧解难，助您轻松应对毕业和晋升！