花青素单体飞燕草素通过AMPK/SIRT1通路抑制小胶质细胞衰老改善阿尔茨海默病认知障碍的机制研究

本研究针对阿尔茨海默病(AD)中β淀粉样蛋白(Aβ)病理与小胶质细胞衰老的关联，首次揭示天然花青素单体飞燕草素(Delphinidin)通过激活AMPK/SIRT1通路减轻小胶质细胞衰老，显著改善APP/PS1模型小鼠认知功能、减少Aβ斑块沉积并修复突触损伤，为天然抗衰老药物开发提供新靶点。

　　

随着全球老龄化加剧，阿尔茨海默病(AD)已成为威胁人类健康的重大神经退行性疾病。尽管β淀粉样蛋白(Aβ)沉积和tau蛋白异常磷酸化被公认为AD的核心病理特征，但近年来研究发现，脑内免疫细胞——小胶质细胞的衰老在AD进程中扮演关键角色。这些衰老细胞会持续释放促炎因子(即衰老相关分泌表型SASP)，形成慢性神经炎症环境，加速神经元损伤。更棘手的是，衰老的小胶质细胞清除Aβ的能力显著下降，形成恶性循环。如何安全有效地清除这些"僵尸细胞"，成为AD治疗的新思路。

在这一背景下，华东医院附属复旦大学的研究团队将目光投向天然化合物。飞燕草素作为蓝莓、葡萄等浆果中富含的花青素单体，既往研究显示其具有抗氧化和抗炎特性，但能否穿越血脑屏障干预脑内细胞衰老尚属未知。发表在《Alzheimer's Research》的这项研究首次证实，飞燕草素不仅能改善AD模型小鼠的认知缺陷，更重要的是通过AMPK/SIRT1这条"长寿通路"逆转小胶质细胞衰老，为AD治疗提供了"一石三鸟"的新策略——既清除Aβ病理，又改善突触功能，还能抑制神经炎症。

研究采用APP/PS1转基因AD模型小鼠和自然衰老小鼠，通过口服飞燕草素干预8周。主要技术包括：Morris水迷宫和新型物体识别测试评估认知功能；免疫荧光和Western blot分析Aβ沉积、突触蛋白(PSD-95/Synaptophysin)及衰老标志物(p16^INK4a/p21^Cip1)；SA-β-gal染色检测细胞衰老；转录组测序揭示基因表达谱变化；分子对接和动力学模拟验证飞燕草素与SIRT1的直接相互作用；使用AMPK抑制剂Compound C进行机制验证。

Delphinidin ameliorates learning and memory deficits in APP/PS1 mice
行为学实验显示，飞燕草素治疗组AD小鼠在Morris水迷宫中找到隐藏平台的时间缩短40%，穿越平台次数增加2倍，目标象限停留时间延长65%。新型物体识别测试中，治疗组对新物体的探索时间增加80%，表明空间记忆和识别能力显著改善。

Transcriptome sequencing analysis reveals anti-aging signature
转录组分析发现，飞燕草素使AD小鼠脑中496个异常基因表达恢复正常，特别是下调了衰老小胶质细胞标志基因(TREM2、ApoE、Cst7等)。基因富集分析显示，飞燕草素显著抑制氧化应激和髓系免疫反应通路，同时激活突触可塑性相关通路。

Delphinidin prevents synapse loss and reduces Aβ plaques
免疫荧光显示，治疗组海马区突触后密度蛋白PSD-95和突触小泡蛋白Synaptophysin荧光强度恢复至正常水平80%。Thioflavin-S染色表明，皮层和海马区Aβ斑块面积减少55%，Western blot检测到Aβ蛋白水平下降60%。

Delphinidin suppresses microglia activation and neuroinflammation
IBA1免疫组化显示小胶质细胞活化减少45%，促炎因子IL-1β和IL-6的mRNA水平降低50-70%。血清炎症因子检测显示CXCL1、CCL2等趋化因子下降40-60%。

Delphinidin prevents microglial senescence via AMPK/SIRT1 pathway
SA-β-gal阳性细胞减少65%，p16^INK4a/p21^Cip1蛋白表达下降50%。共聚焦显微镜显示IBA1⁺/p16^INK4a+双标小胶质细胞比例从32%降至12%。分子动力学模拟证实飞燕草素通过氢键稳定结合SIRT1蛋白的PHE-273等关键位点，结合能达-9.1 kcal/mol。

Delphinidin decreases microglial senescence in BV2 cells
体外实验证实，飞燕草素使Aβ42诱导的BV2细胞SA-β-gal阳性率从38%降至15%，ROS水平降低70%，且这些效应可被AMPK抑制剂Compound C完全逆转。

这项研究具有三重突破性意义：首先，首次揭示天然花青素可通过血脑屏障靶向衰老小胶质细胞，为AD饮食干预提供直接证据；其次，阐明AMPK/SIRT1通路在连接代谢调控与细胞衰老中的核心作用，为开发抗衰老药物指明新方向；最后，研究采用的"多组学整合+分子模拟"策略，为天然药物机制研究树立新范式。特别值得注意的是，飞燕草素在18月龄自然衰老小鼠中也显示出类似的抗衰老效果，提示其应用可能超越AD范畴，拓展至其他年龄相关疾病。未来研究可进一步优化给药方案，并探索与其他抗AD药物的协同效应。