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枇杷是一种低脂水果，含有丰富的膳食纤维和必需的矿物质。枇杷提取物可用于咳嗽、哮喘和慢性支气管炎等病症的治疗。已有研究证实了枇杷的体内外生物学功能，包括抗氧化、抗炎、抗癌、降血糖和降血脂的作用，然而枇杷在抗衰老和帕金森疾病中的研究较少。
衰老是一个复杂的过程，由组织功能和再生能力的逐渐减弱所驱动，它也是帕金森病的主要诱因。帕金森是由于多巴胺能神经元的变性和丧失以及α突触核蛋白包涵体在中脑黑质中的积累和发展而导致严重的运动障碍，临床症状包括僵硬、震颤、运动迟缓和姿势不平衡。目前，帕金森病缺少有效疗法，常用药物左旋多巴仅能缓解症状。氧化损伤与衰老及帕金森病理性神经元丢失有关。那么，具有抗氧化功能的枇杷果实，是否对衰老和帕金森病具有潜在影响？为了解答这一疑问，该团队以秀丽隐杆线虫为体内模型，探究了枇杷对于寿命、抗应激性、神经元健康等方面的影响。
1.枇杷能延长线虫寿命
实验表明，枇杷果实浓度低于240 μg/mL以下对线虫无毒（如图1A），与对照组相比，线虫寿命随枇杷浓度的增加而延长（图1B−D），在枇杷浓度为240 μg/mL时，线虫寿命显著延长。
图1 枇杷对线虫毒力及寿命的影响
值得注意的是，在众多涉及寿命调控机制的研究中，寿命延长和抗逆性往往与繁殖力和生长率的降低有关，这被视为一种生存策略上的权衡。然而作者的实验结果显示，枇杷并不影响线虫子代发育和体长（图2）。
图2 枇杷对线虫（A）子代数量和（B）体长的影响
2.枇杷提高线虫的健康寿命
通过监测秀丽线虫的一些生理指标，作者发现枇杷果实显著提高了线虫的健康寿命。运动能力是一个很好的肌肉健康指标，实验结果揭示了枇杷对线虫不同年龄阶段运动能力的提升（图3A）。绿色荧光报告基因显示，枇杷处理组的线虫表现出更好的肌纤维组织维持（图3B），此外，线虫的咽泵率（图3C）以及化学感知行为（图3D）也有所提高。
图3 枇杷对线虫健康寿命的影响（运动能力分析）
脂褐素，也称为年龄色素，线虫衰老的标志之一就是脂褐素的积累。用枇杷果实处理的线虫肠道自身荧光减少（图4A），脂褐素荧光强度水平下降（图4B）。这两项发现表明了枇杷可能通过提升运动能力、减少脂褐素积累来延缓线虫衰老过程，从而提高健康寿命。
图4 枇杷对脂褐素积累的影响
3.枇杷提高线虫抗逆性，减少活性氧生成
抗逆性增强与寿命延长呈正相关。作者选用L4时期的线虫，进行热应激、紫外线辐射以及核桃酮诱导的氧化应激实验，与对照组相比，用枇杷处理后的线虫存活率显著提高（图5），表明枇杷果实能够增强线虫对氧化应激的抵抗力。
图5 枇杷增强线虫对应激源的抗性
线粒体被认为是活性氧（ROS）形成的主要来源，ROS是细胞代谢过程中的副产物，ROS生成和清除之间的不平衡可能导致氧化应激。作者以H2DCF-DA为细胞透性试剂，ROS可使其在细胞内被氧化发出绿色荧光，荧光强度与ROS数量成正比。如图6所示，枇杷处理显著降低了线虫ROS水平。
图6 枇杷减弱线虫体内ROS的积累
4.枇杷激活DAF-16和SKN-1转录因子
胰岛素/胰岛素样生长因子信号（IIS）通路与氧化应激以及衰老有关，DAF-16和SKN-1等转录因子是IIS的直接靶点。DAF-16靶向基因编码保护细胞免受氧化损伤的蛋白质。SKN-1则是NRF2同源物，负责刺激II期解毒和抗氧化基因，对抗自由基。作者发现枇杷果实对DAF-16和SKN-1突变体线虫不具有延寿作用（图7A和图8A）。经枇杷处理后，线虫DAF-16靶点（如sod-3和hsp-16.2）的内源mRNA水平提升（图7B）。利用携带DAF-16::GFP基因的线虫进行研究，发现枇杷果实改变DAF-16的亚细胞定位，增加其在细胞核的分布（图7C-D）。sod-3和hsp-16.2的表达量明显上调（图7E-H）。SKN-1下游靶点GST-4的内源mRNA水平提升（图8B），表达量增加（图8C-D）。因此可以认为枇杷通过上调IIS通路相关应激反应基因的表达，延长了线虫的寿命。
图7 枇杷对DAF-16靶基因的影响
图8 枇杷对SKN-1靶基因的影响
5.枇杷对秀丽隐杆线虫脂滴积累的抑制作用
在一些生物体中，细胞内脂肪代谢因衰老过程而失调，而水果提取物的抗衰老和长寿活性与抑制脂滴积累有关。在本研究中，作者使用油红O、尼罗红和苏丹黑染色来指示脂质水平，结果显示，枇杷处理后的线虫脂质堆积率（图9）和甘油三酯水平（图10C）显著降低。表明枇杷通过脂滴积累来调节脂质代谢，从而延缓衰老。
图9 枇杷对线虫体内脂质沉积的影响
图10 枇杷处理后线虫体内脂质水平
6.枇杷对秀丽隐杆线虫α-突触核蛋白
聚集的抑制及多巴胺能神经元的保护作用
为了确定枇杷是否影响帕金森病（PD）的发展，作者利用YFP启动子驱动融合人α-突触核蛋白基因产生的NL5901线虫，建立帕金森实验模型。经枇杷处理的NL5901线虫寿命更长（图11A），枇杷对α -突触核蛋白聚集有一定的抑制作用（图11B-C）。
图11 枇杷处理提高了NL5901线虫的寿命，减少α-突触核蛋白聚集
在帕金森病中，多巴胺能神经元通常会退化，因为它们对氧化应激非常敏感。利用BZ555线虫为体内模型观察枇杷对神经元的保护作用，该线虫的多巴胺能神经元通过与DAT-1融合而被GFP标记，使用氧化神经毒素6-羟多巴胺（6-OHDA）破坏多巴胺能通路，以创建实验模型。结果显示，枇杷果处理显著减轻了6-OHDA引起的多巴胺能神经元变性，保护多巴胺能神经元不发生退化，效果与添加帕金森治疗药物左旋多巴（L-DOPA）相近（图12）。最后对多巴胺水平进行定量研究，采用循环伏安法和计时伏安法对线虫进行分析，表明枇杷果实能够拯救并提高6-OHDA暴露的线虫体内多巴胺水平（图13）。
图12 枇杷对暴露于6-羟多巴胺的BZ555线虫具有神经保护作用
图13 线虫的多巴胺水平分析
本文采用秀丽隐杆线虫为体内模型，探讨枇杷的神经保护和抗衰老特性。枇杷含有大量的初级和次级代谢物，已证实可以延长线虫的健康寿命和食物感知行为，枇杷延长寿命与上调DAF-16和SKN-1靶基因有关。除了具有抗氧化特性外，枇杷还可以通过刺激应激反应基因来降低活性氧水平。这项研究强调了枇杷在缓解衰老、抗氧化以及神经元保护方面的效果，为帕金森病的治疗提供了关于自然植物疗法的见解。
参考文献：
Govindhan Thiruppathi，Amirthalingam Mohankumar，Duraisamy Kalaiselvi，et al. Anti-Aging and Neurorescue Effects of Loquat in Caenorhabditis elegans and Electrochemical Quantification of Dopamine Neurotransmitter. ACS Food Sci. Technol. 2024,4,1179-1198. doi: 10.1021/acsfoodscitech.4c00006
撰稿：徐林婷
审核：陈岚彬
编辑：余雯
