富含植物化学物质的欧洲山毛榉（Eucommia ulmoides）叶提取物通过pmk-1/p38 MAPK通路和线粒体稳态延长了秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）的寿命

《Frontiers in Nutrition》：Phytochemical-rich Eucommia ulmoides leaf extract extends healthspan in Caenorhabditis elegans via the pmk-1/p38 MAPK pathway and mitochondrial homeostasis

本研究利用 C. elegans 模型，探讨 Eucommia ulmoides 叶提取物（EULE）的延寿及健康span效应。通过代谢组学分析发现 EULE 富含黄酮类、环烯醚萜类等活性成分。实验证实 EULE 在安全浓度范围内显著延长平均寿命（14.69%）和最大寿命（22.72%），改善线粒体功能（提升 ATP 含量 27.38%）、抑制脂褐素积累（降低 34.57%），并通过激活 MAPK 信号通路（pmk-1 通路）增强抗氧化能力及肠道屏障功能。机制研究表明 EULE 通过多成分协同作用调控 MAPK 通路，从而延缓衰老相关损伤。

　　本研究围绕着一种传统中药——木蝴蝶叶（Eucommia ulmoides leaf, EUL）的抗衰老作用展开，探索其在延缓衰老过程中的潜力及分子机制。木蝴蝶叶作为一种兼具药用与食用价值的天然资源，近年来在亚洲多个国家和地区逐渐受到关注。它不仅被用作健康饮品的替代品，还在烹饪和食品加工中广泛使用。其历史可追溯至古代医学典籍，强调其在“滋补肝肾、强筋健骨”方面的功能。现代药理学研究进一步揭示了木蝴蝶叶中富含多种生物活性成分，包括绿原酸、黄酮类化合物和木脂素等，这些成分展现出抗氧化、抗炎、调节细胞凋亡及神经保护等多重生理效应。鉴于其在人体中的安全性和潜在健康效益，木蝴蝶叶已被中国国家卫生健康委员会列为“药食同源”物质，这为其作为长期、天然抗衰老干预手段提供了理论依据。

本研究采用秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans, C. elegans）作为实验模型，评估木蝴蝶叶提取物（EULE）对线虫寿命及健康寿命的影响，并进一步揭示其抗衰老作用的分子机制。C. elegans 作为一种经典的活体模型，因其寿命短、基因背景清晰、易于遗传操作等特性，成为筛选和评估抗衰老化合物的重要工具。此外，几乎所有已知的寿命调控信号通路，如胰岛素/IGF-1信号（IIS）、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）通路、饮食限制相关通路、线粒体稳态及自噬机制，均首先在 C. elegans 中被发现和描述。这些通路在哺乳动物中具有高度的进化保守性，使得 C. elegans 成为研究天然抗衰老物质及其分子机制的重要模型生物。

为了系统分析 EULE 的化学成分，本研究采用了超高效液相色谱-四极杆-高分辨质谱联用技术（UHPLC-Q-Exactive Orbitrap MS）。通过系统分析质荷比（m/z）及 MS/MS 片段化谱图，共鉴定了 61 种具有生物活性的化合物，涵盖了黄酮类、有机酸、酚酸、木脂素等主要类别。这些成分的识别为理解 EULE 的作用机制提供了关键线索，尤其是在调控 p38 MAPK 信号通路方面。已有大量研究指出，p38 MAPK 通路是多种生物活性成分调控的共同靶点。例如，木脂素类成分如绿原酸和木蝴蝶苷，酚酸类如绿原酸，以及黄酮类如槲皮素和山奈酚，均被报道可抑制哺乳动物模型中的 p38 MAPK 磷酸化，特别是在炎症和应激状态下。值得注意的是，这些研究多集中于病理性的过度激活（如由脂多糖诱导），而在 C. elegans 的衰老过程中，p38 MAPK 通路主要负责先天免疫和应激抵抗，其适度激活对延缓衰老具有积极作用。因此，我们推测木蝴蝶叶中的生物活性成分并非简单的抑制剂，而是具有复杂调控功能的物质，可能通过诱导适度的应激反应，实现对 p38 MAPK 通路的有益激活，或通过调节其对内源性衰老相关应激的敏感性，进而发挥抗衰老作用。

在实验设计方面，本研究首先确定了 EULE 对 C. elegans 的安全浓度范围，发现 0.2–4 mg/mL 的 EULE 未对线虫的存活率产生负面影响，而 6 或 8 mg/mL 则显著降低 24 小时内存活率。因此，后续实验均采用安全浓度范围内的 EULE 进行处理。通过寿命实验，发现 EULE 在 1–4 mg/mL 浓度下显著延长了线虫的平均寿命，其中 2 mg/mL 的处理效果最为显著，平均寿命延长了 14.69%，最大寿命延长了 22.72%。这表明 EULE 具有显著的抗衰老潜力。

进一步研究表明，EULE 延长寿命的效果并不依赖于 C. elegans 的主要食物来源——大肠杆菌 OP50 的代谢产物。当使用热灭活的大肠杆菌进行喂养时，EULE 仍能显著延长线虫寿命，说明其抗衰老作用主要来源于自身成分的直接生物活性，而非通过改变细菌代谢过程间接实现。此外，食物偏好实验表明，EULE 并未影响线虫对两种食物来源的分布，进一步排除了因食物选择偏倚而导致的实验干扰。

在健康寿命评估方面，EULE 显著改善了线虫的生理状态。具体而言，线虫在 EULE 处理下，其体长在衰老过程中保持得更为稳定，且在 10 天和 15 天时，与对照组相比呈现出显著的差异。同时，EULE 还增强了线虫的咽部泵动频率，表明其对衰老相关喂养效率的改善作用。此外，EULE 并未对线虫的繁殖能力造成负面影响，说明其在延缓衰老的同时，不会损害生殖功能。这些结果表明，EULE 在维持线虫生理健康方面具有多方面的积极作用。

在抗衰老的分子机制方面，本研究通过转录组测序技术揭示了 EULE 对线虫基因表达的调控作用。结果表明，EULE 通过调控多种基因表达，显著影响了线虫的抗氧化系统、免疫应答和线粒体功能。进一步分析表明，EULE 对线虫体内多种关键基因的表达具有显著的调控作用，包括抗氧化酶如超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT），以及参与线粒体呼吸链功能的基因如复杂 IV（细胞色素 c 氧化酶）和复杂 V（ATP 合成酶）。这些基因的上调可能通过增强线粒体功能，维持线粒体膜电位（MMP），促进 ATP 的合成，从而改善线虫的细胞能量代谢，延缓衰老过程。

此外，研究还发现 EULE 能够有效减少线虫体内脂褐素（lipofuscin）的积累。脂褐素是衰老过程中细胞内非降解、氧化的脂质-蛋白交联产物，其积累被认为是衰老的标志之一。EULE 的处理显著降低了脂褐素的荧光强度，表明其能够延缓细胞内的代谢废物积累，从而改善线虫的衰老状态。

在免疫系统方面，EULE 通过激活 MAPK 信号通路，增强了线虫的先天免疫反应。该通路在 C. elegans 中被广泛研究，被认为是调节免疫应答和延缓衰老的关键机制之一。本研究发现，EULE 显著上调了与免疫相关的基因表达，如溶菌酶（ilys-2, ilys-3, ilys-5）和 C 型凝集素（clec-80, clec-218, clec-263），这些基因的上调可能有助于线虫清除有害物质，维持免疫平衡。同时，EULE 也对线虫的线粒体功能具有显著影响，通过调节线粒体呼吸链复合体的表达，增强了线粒体的功能性，从而改善线虫的代谢状态。

本研究还探讨了 EULE 通过 MAPK 信号通路调控衰老的可能机制。线粒体作为细胞内的主要能量来源，其功能状态直接影响细胞的代谢和抗氧化能力。EULE 通过改善线粒体功能，如增强 MMP 和 ATP 合成，可能触发一系列信号传导过程，最终激活 MAPK 通路，从而促进细胞应激反应和长寿相关机制的协调。具体而言，线粒体中产生的 ROS 可能作为信号分子，激活上游的 nsy-1 和 sek-1，从而引发 pmk-1/p38 MAPK 通路的级联反应。这种线粒体-信号通路的交互作用可能构成了 EULE 抗衰老作用的核心机制。

尽管本研究揭示了 EULE 在多个方面对 C. elegans 的积极影响，但其结果仍需谨慎解读。由于 C. elegans 与哺乳动物在生理结构和功能上存在显著差异，因此本研究中确定的有效浓度并不能直接应用于人类。未来研究应进一步探讨 EULE 在哺乳动物模型中的作用机制，以验证其在人类中的抗衰老潜力。此外，本研究的转录组分析仅在成虫第 5 天进行，未能全面覆盖整个衰老过程中的分子变化。因此，未来研究可以考虑在多个时间点进行转录组分析，以更全面地揭示 EULE 的抗衰老作用。

综上所述，本研究通过一系列实验，系统评估了木蝴蝶叶提取物（EULE）在 C. elegans 中的抗衰老效果，并揭示了其作用机制。EULE 不仅显著延长了线虫的寿命，还改善了其健康寿命，具体表现为维持肌肉结构完整性、增强肠道屏障功能、提升抗氧化能力及调节线粒体稳态。这些作用可能通过激活 MAPK 信号通路，进而协调免疫应答和应激反应，从而延缓衰老进程。研究结果为 EULE 在功能性食品和天然抗衰老药物开发中的应用提供了坚实的科学依据。然而，由于线虫与哺乳动物在生理机制上的差异，未来研究需进一步探索其在更高阶动物模型中的作用，以确保其在人类中的安全性和有效性。