在网络时代，“吃瓜”成为了大家热衷的事，大家都是“吃瓜群众”。不过，你知道吗？吃真正的瓜类，对健康有着意想不到的好处。
近日，中国科学院上海有机化学研究所生物与化学交叉研究中心的朱正江教授团队在Science Advances杂志发表了研究成果。该研究通过对衰老小鼠进行了非靶向代谢组学分析，发现瓜氨酸是一种与衰老相关的持续下调代谢物。而补充瓜氨酸可以通过减少细胞衰老、防止DNA损伤、防止细胞周期停滞、调节巨噬细胞代谢和减轻炎症等发挥抗衰老作用。此外，长期补充瓜氨酸对老年小鼠产生有益的影响并改善了与年龄相关的衰老表型。
其中的研究主角“瓜氨酸”——是一种非蛋白质氨基酸，主要存在于各类瓜类食物中。在天然食物中，瓜氨酸含量最多的就是西瓜，每100g的西瓜就含有200mg以上的瓜氨酸。此外，其还广泛存在于冬瓜、黄瓜、苦瓜、南瓜、丝瓜、高蛋白食物中。
研究思路
一、瓜氨酸在衰老过程中显著下调
代谢失调被广泛认为是衰老的关键特征之一。研究人员为了探讨代谢在衰老过程中的作用，对不同年龄（6、24、36、52和78周龄）雄性小鼠的脑组织、肝组织和血清样本的代谢变化进行了LC-MS-based非靶向代谢组学分析。研究结果显示，随着年龄上调，瓜氨酸在所有三种样品类型中均呈下降趋势，特别是在小鼠肝组织中，早在24周时，瓜氨酸水平就比6周时下降了50%。在小鼠大脑和血清的衰老过程中，瓜氨酸水平下降了20%。总的来说，这些发现强调了瓜氨酸是一种与小鼠衰老相关的持续下调代谢物的鉴定。
二、瓜氨酸补充剂可以减轻与年龄相关的表型
研究人员构建了活性氧诱导的细胞衰老模型来探讨瓜氨酸在衰老过程中的生物学功能，检测发现衰老小鼠胚胎成纤维细胞（MEF）中瓜氨酸水平呈剂量依赖性下降；外源性给予瓜氨酸补充剂后，γH2AX（与DNA损伤和修复相关的分子标记）水平显著降低，衰老相关的β-半乳糖苷酶（SA-β-Gal）活性、细胞周期停滞标志物p21及炎症细胞因子的表达被抑制。
此外，研究人员还探讨了小鼠原代骨髓源性巨噬细胞（BMDM）中的瓜氨酸及衰老表型表达情况，结果与MEF结果一致。
综上所述，瓜氨酸补充剂可通过减轻DNA损伤、衰老标志物和炎症细胞因子水平来发挥抗衰老能力。
三、长期补充瓜氨酸对老年小鼠的有益作用
为了研究瓜氨酸在体内抗衰老的生物学功能，研究人员给予幼龄和老年小鼠为期9周的瓜氨酸补充剂。LC-MS分析表明，衰老小鼠脑组织、肝组织和BMDM中的瓜氨酸水平显著增加，体重、脾脏和肝脏重量降低。检测发现补充瓜氨酸显著降低了老年小鼠全脑组织、全肝组织和原发BMDM中的衰老相关炎症细胞因子（TNFα、IL6和IL1β）mRNA水平；DNA损伤显著减少；与衰老相关的细胞周期停滞标志物p21、p16表达降低。
总体而言，老年小鼠长期补充瓜氨酸导致内源性瓜氨酸水平增加，有效降低体重、脾脏和肝脏重量，以及其他与年龄相关的表型。
四、瓜氨酸是一种内源性代谢物抗炎症
既往研究表明瓜氨酸具有调节炎症作用，但在衰老背景下的抗炎作用有待探讨。对此，LC-MS分析结果显示脂多糖（LPS）处理显著增加了永生化BMDM、BV2和RAW264.7细胞中的内源性炎症因子水平，补充瓜氨酸游侠降低了炎症细胞因子TNFα、IL6和IL1βmRNA表达情况，此外，构建LPS诱导的急性肝损伤小鼠模型或脓毒症小鼠模型验证瓜氨酸的抗炎作用。实验表明瓜氨酸可显著延长急性肝损伤或脓毒症小鼠的存活时间，抑制炎症细胞因子IL6和IL1βmRNA表达水平。
五、瓜氨酸调节巨噬细胞代谢以对抗衰老和炎症
研究人员用瓜氨酸处理年轻和老年原发性BMDM来探讨瓜氨酸在衰老和炎症中的调节机制，非靶向代谢组学富集分析表明与年轻BMDM相比，老年BMDM的代谢活性上调，但在瓜氨酸处理的老年BMDM中，这种上调有所减弱。此外，补充瓜氨酸可以抑制衰老诱导的糖酵解基因表达。因此，研究人员提出瓜氨酸可能通过影响糖酵解途径发挥其抗衰老和抗炎作用。进一步实验发现瓜氨酸处理降低了LPS诱导的BMDM细胞中磷酸化mTOR、p70S6k和4EBP1、HIF1α表达水平。
这些结果表明，补充瓜氨酸可以挽救与年龄相关的代谢改变，并调节BMDMs中mTOR-HIF1α-糖酵解途径。
六、年龄依赖性的Nos2下调导致巨噬细胞瓜氨酸缺乏
为了进一步研究瓜氨酸在衰老过程中缺乏的原因，作者使用稳定同位素示踪代谢组学技术，使用[U-13C]-精氨酸作为示踪剂。同位素检测发现瓜氨酸在老年BMDM中显著降低。而既往研究表明瓜氨酸的合成代谢需要通过Nos2将精氨酸直接转化为瓜氨酸。对此，研究人员评估了Nos2的mRNA表达，结果显示衰老BMDM中Nos2的mRNA表达下降。这些结果表明，衰老过程中瓜氨酸的缺乏可能与合成代谢酶NOS2的表达减少有关。
最后，研究人员还使用LC-MS测量健康个体的血浆和PBMC样本中瓜氨酸水平。所得结论与体内体外实验结果一致：老年个体PBMC样品中的瓜氨酸水平显著下降，老年人PBMC中Nos2 mRNA也下降。
小结
综上所述，长期补充瓜氨酸可以显著抗炎抗衰老，这项研究强调了瓜氨酸缺乏作为衰老驱动因素的重要性，表明瓜氨酸作为对抗衰老相关变化的有希望的治疗干预措施。
从生活角度来看：刚好也快到夏天，是吃“西瓜”的时令季节，又能止渴、又能解暑，竟然还能抗衰老，可谓是一举多得。
而从研究角度来看：这篇文章涉及的细胞衰老、巨噬细胞以及代谢调控都是国自然的热门研究方向，随便拿出来一个方向作课题都是非常有研究价值的，所以文章无论从选题还是思路方面都是非常出色的。
参考文献：
[1]Xie Z, Lin M, Xing B, et al. Citrulline regulates macrophage metabolism and inflammation to counter aging in mice. Sci Adv. 2025;11(10):eads4957. doi:10.1126/sciadv.ads4957
撰写：MIE
编辑：小饼干
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