泰国菠萝蜜（*Artocarpus thailandicus* C.C. Berg）心材乙醇提取物通过增强氧化应激抗性促进秀丽隐杆线虫健康老龄化

《Journal of Agriculture and Food Research》：Artocarpus thailandicus heartwood extract promotes healthy aging in Caenorhabditis elegans via enhanced oxidative stress resistance

　　

本研究探讨泰国菠萝蜜（*Artocarpus thailandicus* C.C. Berg，AT）心材提取物是否能增强秀丽隐杆线虫（*Caenorhabditis elegans*，*C. elegans*）的氧化应激抗性并改善衰老相关表型。研究人员通过寿命分析、生理健康寿命测定及应激反应标志物检测，结合保守抗氧化信号通路，考察该植物提取物调控健康老龄化机制的能力。心材经己烷、二氯甲烷和乙醇依次提取，获得己烷提取物（ATH）、二氯甲烷提取物（ATD）和乙醇提取物（ATE）。其中ATE富含酚类化合物并具强抗氧化活性。在胡桃醌（juglone）诱导的氧化应激模型中，ATE预处理显著提高线虫存活率、降低胞内活性氧（reactive oxygen species，ROS）水平并抑制应激反应蛋白HSP-16.2表达。ATE适度延长平均寿命并改善咽部泵动（pharyngeal pumping）等生理功能，且不引起食物回避或发育迟缓。机制上，ATE降低DAF-2表达，促进DAF-16与SKN-1的核转位，上调抗氧化基因*sod-3*与*gst-4*。经分离鉴定获得间苯二酚（resorcinol）、氧化白藜芦醇（oxyresveratrol）及化合物3，后两者在胡桃醌应激下显著提高线虫存活率。研究结果表明，ATE通过调控胰岛素/胰岛素样生长因子-1信号（insulin/insulin-like growth factor-1 signaling，IIS）通路增强氧化应激抗性并促进健康老龄化，为植物来源天然产物作为保守健康老龄化机制调节剂提供了依据。

一、研究背景与科学问题

老龄化是神经退行性疾病、癌症、糖尿病及心血管疾病等多种慢性疾病的首要风险因素，构成日益加重的全球健康负担。在细胞层面，衰老与氧化应激密切相关：活性氧（reactive oxygen species，ROS）过度蓄积破坏细胞稳态，损伤脂质、蛋白质和DNA等生物大分子。机体虽具备酶与非酶抗氧化防御系统，但其效率随年龄增长而逐步下降，细胞因而更易遭受氧化损伤。因此，增强抗氧化防御、恢复氧化还原平衡已成为延缓功能衰退、促进健康老龄化研究的核心方向。

天然产物长期被视为调控氧化应激相关通路的活性分子来源。泰国菠萝蜜（*Artocarpus thailandicus*，AT）为桑科植物，原产东南亚，在泰国被广泛用作传统药用植物，其枝部提取物富含氧化白藜芦醇（oxyresveratrol），后者据报道具抗氧化、神经保护及抗炎活性。然而，AT尤其是其心材能否影响氧化应激反应与衰老相关过程尚不清楚。秀丽隐杆线虫（*Caenorhabditis elegans*）寿命短、遗传背景清晰、信号通路保守，是研究衰老与应激抗性的理想体内模型；其胰岛素/胰岛素样生长因子-1信号（insulin/insulin-like growth factor-1 signaling，IIS）通路中的DAF-2/SKN-1/DAF-16轴在应激抗性与寿命调控中居中心地位，DAF-2受体信号减弱可激活转录因子DAF-16与SKN-1，诱导抗氧化基因表达。基于此，研究人员系统考察AT心材提取物能否增强线虫氧化应激抗性并改善衰老相关表型。

二、主要关键技术方法

研究人员自泰国Kalasin省采集AT（凭证标本号BCU-016696，存于朱拉隆功大学Kasin Suvatabhandhu植物标本馆），以Soxhlet装置依次用己烷、二氯甲烷、乙醇提取心材；采用Folin-Ciocalteu法与氯化铝比色法测定总酚、总黄酮含量，以DPPH•与ABTS•+法评价自由基清除活性；以胡桃醌诱导应激模型、H₂DCF-DA探针及TJ375（*hsp-16.2p*::GFP）报告 strain评估应激抗性；通过寿命、产卵量、咽部泵动及发育进程测定健康寿命；借助TJ356、LD1、QQ202等转基因株系结合共聚焦显微镜分析DAF-16、SKN-1亚细胞定位与DAF-2表达，并以RT-qPCR检测基因表达；采用薄层色谱（TLC）、柱层析及¹H/¹³C-NMR、高分辨电喷雾电离质谱（HR-ESI-MS）分离鉴定化合物。

三、研究结果

3.1 ATE富含酚类与黄酮类化合物并具强自由基清除活性：ATE总酚含量为176.97 ± 25.71 mg GAE/g提取物、总黄酮为18.74 ± 2.38 mg QE/g提取物，显著高于ATH与ATD；ABTS与DPPH半最大效应浓度（EC₅₀）分别为48.68与142.90 μg/mL，故选用ATE进行后续实验。

3.2 ATE抑制胞内氧化并增强线虫氧化应激抗性：胡桃醌使线虫存活率降至37.46%，而ATE在2.5与5 μg/mL下使存活率升至66.31%与71.51%；H₂DCF-DA检测显示ATE显著降低胞内ROS，并抑制胡桃醌诱导的HSP-16.2::GFP表达。

3.3 ATE不依赖食物回避促进健康寿命：5 μg/mL ATE经Gehan–Breslow–Wilcoxon检验使平均寿命延长10%，但Log-rank检验整体寿命差异不显著，提示其优先改善早期健康寿命；ATE不影响产卵率、总窝仔数、OP50生长及发育进程，且显著提高成年期咽部泵动率（第4–14天）。

3.4 ATE激活DAF-16信号并上调抗氧化防御：5 μg/mL ATE使*daf-16* mRNA表达提高3.67倍，促进DAF-16::GFP核转位并上调*sod-3*；*daf-16*突变体（CF1038）中ATE的应激保护作用完全消失，但2.5与5 μg/mL ATE仍延长其寿命。

3.5 ATE激活SKN-1信号通路：ATE使*skn-1* mRNA分别提高2.25与2.80倍，促进SKN-1::GFP核转位并上调*gst-4*；*skn-1*突变体（GR2245）中ATE不提供应激存活优势，但5 μg/mL ATE仍延长其寿命；同时ATE显著降低*daf-2* mRNA与DAF-2::GFP荧光。

3.6 ATE抗氧化成分鉴定：TLC与柱层析分离获得间苯二酚（resorcinol）、氧化白藜芦醇及化合物3（resoroxyresveratrol），经NMR与HR-ESI-MS确认结构；化合物3的ABTS清除活性最强（EC₅₀为8.52 μg/mL），氧化白藜芦醇DPPH清除活性更优；胡桃醌应激下间苯二酚无保护作用，氧化白藜芦醇与化合物3呈剂量依赖性提高存活率至约75%与80%。

四、讨论与结论

讨论指出，ATE显著改善胡桃醌应激下存活、降低胞内氧化并抑制HSP-16.2，提示其增强内在应激韧性而非仅触发代偿性应激反应，与体外强自由基清除活性一致。ATE未延长最大寿命但改善早期存活，且不影响产卵、窝仔数、食物菌生长及发育进程，排除食物限制与生殖损伤等混杂因素；咽部泵动率提高反映神经肌肉功能维持与健康寿命延长。机制上，*daf-16*与*skn-1*突变体分别丧失ATE的应激保护作用，表明二者为遗传必需，但寿命延长在突变体中部分保留，提示存在额外通路；ATE抑制DAF-2表达并协同激活DAF-16与SKN-1。化合物3虽结构仍在验证中，但表现出最强细胞保护作用。研究首次阐明ATE在*C. elegans*体内对寿命与应激反应通路的作用。

结论译文：综上，研究结果表明ATE通过增强氧化应激抗性并维持生理功能促进*C. elegans*健康老龄化。ATE处理降低氧化应激、提高氧化应激下存活率、适度延长寿命并维持衰老过程中的咽部泵动活性。机制上，ATE抑制DAF-2信号，进而促进DAF-16与SKN-1核转位及抗氧化基因*sod-3*与*gst-4*上调。植物化学分离揭示氧化白藜芦醇与新分离的化合物3为ATE的重要抗氧化成分。未来研究应在哺乳动物模型及其他高等生物中评估ATE及其生物活性成分的安全性、生物利用度与有效性。