隨著年齡的增長，器官功能逐漸退化，這與神經(jīng)退行性疾病的發(fā)病率增加緊密相關(guān)。線粒體功能障礙被認(rèn)為是這一過程中的關(guān)鍵因素。隨著年齡增長，肺功能減退、貧血和微循環(huán)障礙導(dǎo)致組織氧氣供應(yīng)不足，引發(fā)慢性缺氧并加劇線粒體功能障礙，從而促進(jìn)神經(jīng)退行性疾病的進(jìn)展。
藏紅花素（crocetin）是一種天然化合物，具有改善線粒體功能的潛力。近日，印度中西醫(yī)結(jié)合研究所Ajay Kumar研究團(tuán)隊(duì)在ACS Pharmacology & Translational Science發(fā)表了題為Crocetin Delays Brain and Body Aging by Increasing Cellular Energy Levels in Aged C57BL/6J Mice的研究論文，發(fā)現(xiàn)藏紅花素通過增加氧氣擴(kuò)散改善了老年小鼠的線粒體功能，提升了記憶、協(xié)調(diào)性和能量水平，并且延長了小鼠的壽命。
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研究發(fā)現(xiàn)，藏紅花素通過增加氧氣擴(kuò)散，有效改善了老年小鼠的線粒體功能，提升了它們的記憶、協(xié)調(diào)性和能量水平，并延長了壽命。對(duì)老年小鼠進(jìn)行為期四個(gè)月的藏紅花素治療后，結(jié)果顯示小鼠的記憶行為和運(yùn)動(dòng)能力得到了顯著改善。治療組在空間記憶測試中表現(xiàn)更佳，找到食物的時(shí)間更短，停留在誘餌臂的時(shí)間更長，并減少了錯(cuò)誤進(jìn)入非誘餌臂的次數(shù)。
此外，藏紅花素治療組在開放場地測試中活動(dòng)更頻繁，移動(dòng)距離和速度增加。藥代動(dòng)力學(xué)研究表明，藏紅花素在腦內(nèi)濃度較低，且無累積現(xiàn)象。整體上，藏紅花素有效改善了老年小鼠的認(rèn)知和運(yùn)動(dòng)功能。
圖1. 老年小鼠在用藏紅花素長期治療 4 個(gè)月后，腦功能有顯著改善
為了探究藏紅花素對(duì)小鼠記憶行為的分子機(jī)制，研究人員對(duì)小鼠海馬體進(jìn)行了全轉(zhuǎn)錄組測序。結(jié)果顯示，藏紅花素治療引起了顯著的基因表達(dá)變化，包括上調(diào)BDNF、GBBR2、GAD2和DROSHA等與改善腦功能和行為相關(guān)的基因，下調(diào)HCK、AMIGO3、TOP1MT和LCP1等基因。線粒體電子傳遞鏈（ETC）相關(guān)基因顯著上調(diào)，進(jìn)一步支持了藏紅花素改善腦功能的分子機(jī)制。
進(jìn)一步的線粒體基因組分析表明，藏紅花素并未改變老年小鼠線粒體基因組中的單核苷酸多態(tài)性（SNPs）或插入缺失（InDels），顯示其抗衰老效果并不依賴于基因組穩(wěn)定性變化。
圖2. 藏紅花素對(duì)老年小鼠腦細(xì)胞中電子傳遞鏈的影響
研究還發(fā)現(xiàn)，藏紅花素在缺氧條件下可以降低星形膠質(zhì)細(xì)胞中HIF1α的表達(dá)，表明其有助于改善細(xì)胞的氧氣供應(yīng)，減少氧化應(yīng)激。藏紅花素處理老年星形膠質(zhì)細(xì)胞后，線粒體膜電位和線粒體內(nèi)膜蛋白ND5和ND6的表達(dá)增加，同時(shí)提升了NAD+和ATP水平。這些結(jié)果表明，藏紅花素能夠增強(qiáng)線粒體功能，恢復(fù)細(xì)胞能量代謝狀態(tài)。
此外，藏紅花素長期治療不僅提高了心臟、腎臟、肺部和肝臟的ATP和NAD+水平，還顯著提升了這些器官的代謝率。雖然沒有發(fā)現(xiàn)顯著的生化和血液學(xué)變化（除血小板計(jì)數(shù)外），但藏紅花素治療改善了小鼠的神經(jīng)肌肉協(xié)調(diào)性和抓握力。并且，最顯著的是，藏紅花素延長了小鼠的中位生存時(shí)間，從744天延長至876天，增加了17.7%。
圖3. 藏紅花素治療改變了老年小鼠的海馬基因譜，使其更接近未治療的年輕小鼠
圖4. 藏紅花素上調(diào)了身體其他重要器官的能量水平，并提高了雄性小鼠的中位壽命
綜上所述，藏紅花素通過增加氧氣擴(kuò)散恢復(fù)線粒體功能，顯著改善了老年小鼠的記憶、協(xié)調(diào)性和能量水平，并延長了壽命?；蚍治鲲@示，藏紅花素通過上調(diào)與氧化磷酸化（OXPHOS）相關(guān)的基因來提升腦能量，且長期使用未引起氧化應(yīng)激。上述結(jié)果表明，藏紅花素有望用于延緩衰老和治療相關(guān)疾病。
文章來源：生物谷
