衰老进程中皮肤成纤维细胞内锌、镁稳态失衡与IL-8分泌下降的分子机制及其在皮肤炎症调控中的作用

本研究针对皮肤衰老过程中锌、镁代谢紊乱与炎症反应失调的核心问题，通过对比年轻（20-30岁）与老年（62-75岁）供体来源的人真皮成纤维细胞（NHDF），发现衰老细胞中游离锌离子（Zn2+ ）和锌转运蛋白ZnT1表达升高，同时白细胞介素-8（IL-8）分泌显著减少，而氧化应激和衰老标志物增加。该研究揭示了金属离子稳态通过影响STAT3/NF-κB通路参与皮肤免疫调控的机制，为抗衰老干预提供了新靶点。

　　

随着全球人口老龄化加剧，皮肤作为人体最大的器官，其衰老相关功能障碍日益受到关注。皮肤衰老不仅表现为皱纹和弹性丧失，更伴随着慢性低度炎症（inflammaging）和免疫防御能力下降。其中，微量营养素锌（Zn）和镁（Mg）的代谢异常被认为是关键因素——锌参与3000多种蛋白质功能，而镁是抗氧化酶的核心辅因子。然而，这两种金属离子在衰老皮肤细胞中的动态变化规律及其对炎症因子的调控机制尚不明确。

针对这一科学盲区，来自英国伦敦国王学院等机构的研究团队在《Journal of Trace Elements in Medicine and Biology》发表重要成果。研究人员通过建立年轻（20-30岁）与老年（62-75岁）女性供体来源的真皮成纤维细胞（NHDF）模型，结合分子生物学与金属组学技术，首次系统揭示了衰老进程中锌-镁-IL-8轴的变化规律及其生物学效应。

关键技术方法包括：1）采用ICP-MS（电感耦合等离子体质谱）定量分析不同年龄段NHDF中Mg、Zn等金属总量；2）利用FluoZin-3AM荧光探针检测细胞内游离Zn²⁺
浓度；3）通过Western blot和qPCR检测锌转运蛋白ZnT1表达；4）ELISA分析IL-8分泌水平；5）β-半乳糖苷酶染色评估细胞衰老。

3.1 锌和镁浓度随年龄增加
ICP-MS数据显示老年组NHDF中总锌（p<0.01）和镁（p<0.05）浓度显著升高，75岁供体铜锌比（CZr）激增5倍，提示金属稳态失衡与极端年龄相关。

3.2 游离锌与氧化应激增加
FluoZin-3AM检测发现老年组游离Zn²⁺
浓度显著升高（p<0.01），H₂
DCFDA荧光显示氧化应激水平随年龄递增，75岁供体达峰值。

3.3 ZnT1表达上调
qPCR和Western blot证实老年组ZnT1 mRNA和蛋白表达均增加（p<0.05），表明细胞通过激活锌外排机制应对金属过载。

3.4 细胞因子差异
老年组促炎因子IL-6 mRNA升高而IL-8显著降低（p<0.01），ELISA验证IL-8分泌减少，这种"双刃剑"效应可能削弱中性粒细胞招募能力。

3.5 衰老表型显现
β-半乳糖苷酶染色显示老年组细胞衰老率显著增加（p<0.01），与SASP（衰老相关分泌表型）特征相符。

讨论部分指出，该研究首次建立锌-镁-IL-8的衰老调控轴：1）氧化应激促使金属硫蛋白释放Zn²⁺
，激活MTF-1（金属响应转录因子）驱动ZnT1表达，形成锌流失恶性循环；2）锌过载通过抑制NF-κB通路下调IL-8，削弱皮肤免疫监视；3）镁缺乏加剧线粒体功能障碍，与锌协同调控STAT3信号。这些发现不仅解释老年皮肤易发皮炎/伤口愈合延迟的分子基础，更提示靶向金属稳态（如锌镁联合补充）可能是干预"炎症衰老"的新策略。

该研究的创新性在于：首次在人类原代成纤维细胞模型中证实年龄相关的锌-镁重编程直接影响IL-8等关键炎症介质，为开发抗衰老护肤品和营养干预方案提供理论依据。作者特别强调，75岁后出现的CZr剧烈波动可能标志着"衰老临界点"，这为划分衰老阶段提供了潜在生物标志物。未来研究需在动物模型和临床样本中验证这些发现，并探索锌镁比例精准调控的最佳方案。