《Current Developments in Nutrition》：Protective Effects of Safranal Against Spike Protein–Induced Mitochondrial Dysfunction and Inflammation in Peripheral and Central Immune Cells
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本研究针对SARS-CoV-2 Spike蛋白诱导线粒体功能障碍与神经炎症的核心问题，系统评估了藏红花活性成分（藏花醛、苦藏花素、4-羟基藏花醛）在周围及中枢免疫细胞中的保护效应。结果表明藏花醛具有最强抗氧化活性（DPPH清除率最高），显著降低细胞内ROS水平，并通过抑制iNOS表达、降低IL-1β和TNF-α等炎症因子释放，有效逆转Spike S1诱导的线粒体膜电位损失。该研究为开发靶向神经炎症与线粒体保护的抗Neuro-COVID策略提供了实验依据。
在新冠病毒（SARS-CoV-2）全球大流行的背景下，越来越多的临床证据表明，约40%的感染者会出现神经系统症状，包括嗅觉丧失、认知障碍、头痛甚至中风等，这一系列长期症状被统称为Neuro-COVID。其背后的机制复杂，涉及病毒直接侵入中枢神经系统、全身炎症反应爆发、氧化应激以及线粒体功能受损等多个环节。特别是病毒表面的Spike蛋白，已被证明能够破坏血脑屏障的完整性，并引发小胶质细胞（中枢神经系统的免疫细胞）的过度激活，进而释放大量炎症因子，导致神经炎症和线粒体功能障碍，最终加剧神经元损伤。然而，目前尚缺乏能够有效预防或缓解此类神经并发症的特异性药物。
在此背景下，源自名贵香料藏红花（Crocus sativus L.）的天然活性成分引起了研究人员的极大兴趣。藏红花及其副产品富含多种生物活性分子，传统上用于治疗多种疾病，现代药理学研究则揭示其具有抗氧化、抗炎和神经保护等多重潜力。其中，藏花醛（safranal）作为赋予藏红花独特香气的主要成分，因其出色的脂溶性和潜在的生物活性备受关注，但其在神经炎症，特别是与SARS-CoV-2相关的神经损伤中的作用尚不清楚。因此，来自意大利国家研究委员会（CNR）生物医学研究与创新研究所的Antonella Girgenti等研究人员在《Current Developments in Nutrition》上发表论文，旨在深入探究藏红花中的三种关键化合物——苦藏花素（picrocrocin）、4-羟基藏花醛（4-hydroxysafranal）和藏花醛（safranal）——是否能够对抗Spike蛋白诱导的炎症和线粒体损伤，从而为开发新的神经保护策略提供科学依据。
为了系统评估这些化合物的效果，研究人员运用了几项关键的技术方法。他们首先从藏红花柱头中提取并合成了高纯度的目标化合物。在细胞模型上，研究采用了小鼠小胶质细胞系BV2和从10名健康成人捐赠者（5男5女，年龄25-40岁）外周血中分离的外周血单核细胞（PBMCs）作为研究对象。通过MTS法检测细胞毒性以确定安全给药浓度；利用DPPH自由基清除实验和DCFH-DA荧光探针法分别评估化合物的体外抗氧化能力和对细胞内活性氧（ROS）水平的抑制作用；采用酶联免疫吸附试验（ELISA）和实时定量PCR（qPCR）技术检测炎症因子（如IL-1β, TNF-α, iNOS）的蛋白和mRNA表达水平；最后，通过JC-1荧光染料法精确测量线粒体膜电位的变化，以评估线粒体功能状态。实验中以脂多糖（LPS）作为经典的炎症诱导剂，用SARS-CoV-2 Spike S1蛋白来模拟病毒相关的神经炎症和线粒体损伤。
3.1. 藏红花衍生化合物的细胞毒性
研究人员首先评估了三种藏红花化合物对BV2小胶质细胞的安全性。结果显示，在0.05-0.5 mM浓度范围内处理24和48小时，苦藏花素和4-羟基藏花醛均未表现出明显毒性，而藏花醛在较高浓度（1-2 mM）下，特别是在处理48小时后，会显著降低细胞活力（2 mM时存活率降至2.84%），并伴随细胞形态学的病理性改变。因此，后续实验选用了0.05-0.5 mM的安全浓度范围。
3.2. 藏红花在BV2细胞中的抗氧化活性
通过DPPH自由基清除实验证实，三种化合物均具有抗氧化能力，其中藏花醛的活性最强。在细胞水平上，藏花醛能浓度依赖性地降低BV2细胞内的基础ROS水平（0.5 mM时降低约50%）。当用LPS诱导急性氧化应激时，藏花醛（0.1 mM）能最有效地逆转ROS的升高（降低约60%）。进一步的基因表达分析显示，藏花醛还能显著抑制LPS引起的诱导型一氧化氮合酶（iNOS）基因表达的上调，表明其能够缓解硝化应激。
3.3. 藏红花衍生化合物的外周抗炎作用
在人体外周血单核细胞（PBMCs）模型中，LPS刺激显著升高了炎症因子IL-1β的释放。三种藏红花化合物均能抑制这种炎症反应，其中藏花醛的效果最为突出，使IL-1β水平降低了52%，优于4-羟基藏花醛（32%）和苦藏花素（25%）。这证明了藏花醛在人类免疫细胞中同样具有强大的抗炎潜力。
3.4. Spike蛋白1对小胶质细胞活力的影响
为确保实验结果的可靠性，研究验证了Spike S1蛋白本身对BV2细胞的毒性。在高达3 μg/mL的浓度下处理72小时，Spike蛋白并未引起显著的细胞死亡或形态学改变，表明其后续诱导的炎症和线粒体功能障碍并非由直接细胞毒性所致。
3.5. 藏花醛对SARS-CoV-2炎症和BV2细胞线粒体功能障碍的保护作用
这是本研究的核心发现。Spike S1蛋白处理能显著上调BV2细胞中关键促炎细胞因子IL-1β和TNF-α的mRNA表达。而共处理藏花醛则能有效抑制这一效应，分别使IL-1β和TNF-α的表达量降低了约38%和44%，其效果优于另外两种化合物。更重要的是，Spike S1蛋白会诱导BV2细胞线粒体膜电位严重丧失（降低约60%），这是线粒体功能障碍的标志。共处理藏花醛后，受损的线粒体膜电位得到了显著恢复，JC-1荧光分析和显微镜观察均证实了这一保护效应。
综上所述，本研究得出明确结论：藏红花活性成分，尤其是藏花醛，在细胞模型中展现出强大的抗氧化、抗炎和神经保护特性。它能够有效清除自由基、降低细胞内氧化应激水平、抑制由LPS或SARS-CoV-2 Spike蛋白触发的炎症因子释放，并且最关键的是，能够拮抗Spike蛋白引起的线粒体功能障碍。这些作用提示藏花醛是一个极具潜力的先导化合物，可能通过同时靶向神经炎症和线粒体保护这两个相互关联的病理环节，为预防和减轻Neuro-COVID及其他涉及小胶质细胞激活和线粒体损伤的神经系统疾病提供新的治疗思路。讨论部分进一步指出，藏花醛的神经保护作用可能与其调控GSK-3β、NF-κB信号通路以及激活SIRT1-PGC-1α轴等有关，这些通路共同调节着线粒体生物合成、炎症反应和细胞凋亡。然而，该研究也指出藏花醛存在口服生物利用度低、化学稳定性差等挑战，未来需要借助剂型改良或化学修饰等手段来克服这些障碍，并最终通过严格的临床研究验证其在人体中的有效性和安全性。
