衰老是每个人都无法逃避的结局。衰老所伴随的疾病是全球面临的重大健康挑战,其中脑衰老与神经退行性疾病密切相关,是导致死亡的主要原因之一。随着全球人口预期寿命的延长,60岁以上人群占比持续上升,预计到2030年,全球每六个人中就将有一人超过60岁。因此,延缓衰老、改善与衰老相关的功能衰退,已成为亟待解决的医学难题。
传统中药因其多成分、多靶点的独特优势,在抗衰老领域展现出广阔前景。西洋参三七丹参颗粒(XSD)由西洋参、三七和丹参组成,已被证实具有抗氧化、抗炎、抗疲劳等功效,但其抗衰老的具体机制此前尚未明确。
近期,中国中医科学院团队在《Phytomedicine》发表的最新研究,通过转录组学和网络药理学结合体内实验,揭示了西洋参三七丹参颗粒通过激活AMPK/SIRT1信号通路发挥抗衰老作用的机制,为其临床应用提供了科学依据。

为明确西洋参三七丹参颗粒发挥药效的物质基础,研究团队采用超高效液相色谱-四极杆轨道阱质谱联用技术(UHPLC-Q-Orbitrap-MS)对其化学成分进行了全面检测。通过在正、负离子电离模式下采集数据,获得了总离子流色谱图(图1)。
在成分鉴定过程中,研究团队结合了mzCloud在线数据库与中药天然产物本地自建数据库,并设定了严格的阳性判定标准:质量偏差小于5ppm、同位素分布一致、与参考数据库匹配得分超过70分。最终,从西洋参三七丹参颗粒中成功鉴定出210种成分。
进一步的网络药理学分析,从这些成分中筛选出槲皮素、山奈酚、丹参酮ⅡA、异鼠李素、人参皂苷F2和隐丹参酮等6种潜在活性成分。这些成分可能通过协同作用参与抗衰老过程,为后续机制研究提供了明确的物质靶点。

为评估西洋参三七丹参颗粒对衰老小鼠行为学的影响,研究团队采用D-半乳糖腹腔注射构建了C57BL/6J小鼠衰老模型。实验动物被随机分为对照组、模型组、褪黑素阳性对照组及西洋参三七丹参颗粒低、中、高剂量组,连续给药11周后进行行为学检测(图2A)。在Morris水迷宫实验中,模型组小鼠表现出明显的空间学习记忆障碍:逃避潜伏期显著延长,穿越原平台次数减少,目标象限游泳距离缩短。而西洋参三七丹参颗粒各剂量组则呈剂量依赖性地改善了这些指标,有效缩短了逃避潜伏期,增加了穿越平台次数及目标象限停留时间(图2B-E)。被动回避实验结果显示,经西洋参三七丹参颗粒干预后,衰老模型小鼠在明箱的停留时间显著延长,提示其记忆保留能力得到提升(图2F-G)。旋转杆实验进一步表明,西洋参三七丹参颗粒能显著延长衰老小鼠在旋转杆上的滞留时间,改善其运动协调能力(图2H)。上述行为学结果证实,西洋参三七丹参颗粒可有效改善衰老小鼠的认知功能和运动能力,为其抗衰老功效提供了实验依据。

血管衰老是机体衰老的重要标志之一。在本研究中,团队通过血管超声检测发现,模型组小鼠的颈总动脉脉搏波速度(PWV)、β-硬度指数及压力应变弹性系数(EP)均显著升高,而颈动脉扩张性(CD)则明显降低,提示血管僵硬度增加、弹性功能减退。给予西洋参三七丹参颗粒干预后,上述血管弹性指标的异常变化得到显著逆转(图3A-E)。为进一步探究其分子机制,研究采用免疫组织化学染色检测了颈总动脉组织中衰老相关标志物的表达。结果显示,模型组小鼠血管壁中P53和8-羟基脱氧鸟苷(8-OHdG)的表达显著增加,表现为棕色沉积明显增多;而西洋参三七丹参颗粒处理后可显著降低二者的表达水平(图3F-I)。以上结果表明,西洋参三七丹参颗粒不仅能够改善血管功能、恢复血管弹性,还能抑制血管组织中衰老相关分子的表达,从而延缓血管衰老进程。

为深入探究西洋参三七丹参颗粒抗衰老的分子机制,研究团队采用免疫荧光染色技术对小鼠脑组织进行了系统检测。在细胞衰老层面,模型组小鼠脑组织中细胞增殖标志物Ki67的表达显著降低,而衰老标志物P21的表达则明显升高。西洋参三七丹参颗粒干预后,能够有效上调Ki67水平并下调P21表达,提示其具有促进细胞增殖、抑制细胞衰老的作用(图4B、D)。在氧化应激方面,模型组小鼠脑组织中氧化损伤标志物8-OHdG和硝基酪氨酸的表达显著增加,而抗氧化核心调控因子Nrf2的核转位则明显减少。西洋参三七丹参颗粒处理后可显著降低上述氧化损伤标志物的水平,并促进Nrf2向细胞核内转移,从而增强机体的抗氧化防御能力(图4B)。在炎症反应方面,模型组小鼠脑组织中促炎因子COX-2和IL-18的表达显著升高,表明存在明显的炎症浸润。西洋参三七丹参颗粒能有效抑制二者的表达,减轻脑组织的炎症反应(图4B、C)。综上所述,西洋参三七丹参颗粒通过调控衰老相关标志物、抑制氧化损伤及减轻炎症反应等多重途径,发挥其抗衰老作用。

为深入探究西洋参三七丹参颗粒抗衰老的分子机制,研究团队对对照组、模型组及西洋参三七丹参颗粒高剂量组小鼠的脑组织进行了转录组测序分析。基因表达谱分析显示,西洋参三七丹参颗粒可逆转衰老相关的转录改变。 火山图分析表明,与对照组相比,模型组共有907个基因显著上调、899个基因下调;而给予西洋参三七丹参颗粒干预后,有120个基因上调、182个基因下调(图5A)。层次聚类分析进一步证实,西洋参三七丹参颗粒处理能够有效逆转由D-半乳糖诱导的异常基因表达模式(图5B)。功能富集分析提示线粒体功能与多条衰老相关通路显著富集。 GO功能富集分析显示,差异表达基因主要集中于线粒体呼吸链、线粒体内膜及线粒体蛋白复合物等生物学过程(图5C);KEGG通路富集分析则发现,这些基因显著富集于PI3K-Akt信号通路、P53信号通路及氧化磷酸化等通路(图5D)。整合分析揭示AMPK/SIRT1信号通路的核心调控作用。 将差异表达基因与104个已知的疾病靶点进行关联分析后发现,它们主要富集于氧化应激反应、能量代谢、DNA损伤应答等生物学过程,以及AMPK信号通路、长寿调控通路等关键节点(图5F-G)。进一步的网络分析表明,长寿调控通路中的靶点平均连接度显著高于所有靶点的整体平均水平。其中,过氧化物酶体增殖物激活受体γ(Pparg)、PPARγ共激活因子1α(Ppargc1a)、沉默信息调节因子1(Sirt1)及肿瘤蛋白P53(Trp53)等核心靶点位于AMPK/SIRT1轴的下游。这一发现提示,西洋参三七丹参颗粒可能主要通过调控AMPK/SIRT1信号通路来发挥其抗衰老作用(图5H-J)。

图6
本研究通过多维度实验系统阐明了西洋参三七丹参颗粒的抗衰老功效及其分子机制。研究证实,该颗粒可通过激活AMPK/SIRT1信号通路,上调细胞增殖标志物Ki67及AMPK、SIRT1的表达,促进抗氧化核心调控因子Nrf2的核转位;同时下调衰老相关标志物P21、P53,抑制炎症因子IL-18及氧化损伤标志物8-OHdG的表达,并阻断NF-κB p65的核转位。通过上述多重调控,西洋参三七丹参颗粒显著改善了衰老小鼠的认知功能、运动能力和血管功能,有效抑制了氧化损伤和炎症反应。在物质基础研究方面,网络药理学分析从该颗粒中筛选出槲皮素、山奈酚等6种潜在活性成分,为后续活性成分的深入挖掘和作用机制研究提供了明确方向。与褪黑素等阳性药物相比,西洋参三七丹参颗粒由西洋参、三七、丹参等天然中药组成,具有剂量易于控制、安全性更高等优势,展现出良好的临床转化前景。
