灵芝源高氧化三萜通过AMPK/mTOR/SIRT1轴与肠脑轴互作实现多靶点神经保护作用

研究人员针对神经退行性疾病中谷氨酸兴奋毒性和氧化应激的关键病理机制，从药用真菌Ganoderma calidophilum中分离鉴定16个高氧化羊毛脂烷型三萜（含11个新化合物），发现化合物1、5-8能显著缓解HT22细胞和斑马鱼模型的谷氨酸毒性。通过整合网络药理学与代谢组学，揭示gacalitone F(6)通过激活p-AMPK/SIRT1、抑制p-mTOR通路调控抗氧化系统，同时调节肠道菌群构成，为开发基于肠脑轴的多靶点神经保护剂提供新策略。

　　

神经退行性疾病如阿尔茨海默病(AD)正成为全球健康重大威胁，其特征性病理包括β淀粉样蛋白(Aβ)沉积、tau蛋白过度磷酸化以及神经元不可逆损伤。其中，谷氨酸介导的兴奋毒性是核心致病机制——当过度激活N-甲基-d-天冬氨酸(NMDA)受体时，会引发钙离子超载、线粒体功能障碍和活性氧(ROS)爆发，最终导致神经元死亡。尽管现有药物如石杉碱甲(huperzine A)等能缓解症状，但针对多病理环节的协同治疗方案仍属空白。

在此背景下，西北农林科技大学化学与药学院陕西省天然产物与化学生物学重点实验室的研究团队将目光投向传统药用真菌Ganoderma calidophilum（俗称"竹灵芝"）。该菌所含三萜类化合物已被报道具有抗氧化和神经保护活性，但其具体作用靶点和机制尚未阐明。研究人员通过系统分离鉴定获得16个高氧化羊毛脂烷型三萜（含11个新化合物），并综合运用细胞模型、斑马鱼实验、网络药理学和代谢组学技术，首次揭示这类化合物通过AMP活化蛋白激酶(AMPK)/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)/沉默调节蛋白1(SIRT1)信号轴与肠脑轴双重调控发挥神经保护作用的分子机制，相关成果发表于《Bioorganic Chemistry》。

关键技术包括：从云南西双版纳采集的25公斤竹灵芝子实体经乙醇提取后，采用硅胶柱层析、半制备HPLC等技术分离纯化化合物；通过HRESIMS、NMR等技术解析化合物结构；建立谷氨酸诱导的HT22海马神经元氧化应激模型和斑马鱼活体模型评估神经保护活性；结合网络药理学预测与Western blot验证关键通路蛋白表达；采用非靶向代谢组学分析代谢物变化；通过16S rRNA测序研究肠道菌群组成改变。

【结构解析发现新化合物】
从竹灵芝子实体中分离获得16个三萜化合物，其中化合物1为浅黄色针状晶体，经高分辨质谱(HRESIMS)确定分子式为C₃₀H₄₀O₇，核磁共振(¹H/¹³C NMR)显示其具有羊毛脂烷型骨架特征，包括6个甲基单峰和1个甲基双峰信号。X射线衍射最终确证其绝对构型为3β,7β,15α,22β,25-五羟基-羊毛脂-8-烯-26-酸。

【细胞与动物模型验证活性】
在200 μM谷氨酸处理的HT22细胞模型中，化合物1和5-8（10 μM）使细胞存活率从模型组的54.3%提升至78.6-92.4%。斑马鱼实验显示，这些化合物能显著减少谷氨酸诱导的神经元凋亡（TUNEL阳性细胞减少41-63%），并恢复超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性至正常水平的80%以上。

【多组学解析作用机制】
网络药理学预测显示gacalitone F(6)可能靶向AMPK/mTOR/SIRT1通路。Western blot证实其可剂量依赖性增加p-AMPK和SIRT1蛋白表达（分别升高2.1倍和1.8倍），同时抑制p-mTOR水平（降低至对照组的43%）。代谢组学发现该化合物显著提升胆碱含量（增加2.3倍），促进乙酰胆碱合成相关代谢通路。

【肠脑轴调控新发现】
16S rRNA测序显示gacalitone F(6)处理使斑马鱼肠道中乳杆菌属(Lactobacillus)相对丰度增加3.7倍，而条件致病菌肠杆菌科(Enterobacteriaceae)减少68%，表明其可通过调节菌群-肠-脑轴发挥神经保护作用。

该研究首次系统阐明Ganoderma calidophilum三萜类化合物通过多靶点协同作用对抗神经退行性疾病的分子机制：在细胞层面直接调控AMPK/mTOR/SIRT1信号轴改善能量代谢和氧化应激；在系统层面通过重塑肠道菌群构成间接影响神经功能。特别值得注意的是，化合物gacalitone F(6)既能激活神经保护因子FOXO3，又能促进神经递质合成前体胆碱积累，这种"一石多鸟"的作用特点为开发抗AD的多靶点药物提供了创新思路。从传统药用真菌中发现兼具神经保护和益生作用的天然先导化合物，不仅为功能食品开发提供新原料，更开创了通过肠脑轴干预神经退行性疾病的新研究范式。