《Phytomedicine》：Sea buckthorn flavonoid IGRh and its metabolites delay Caenorhabditis elegans aging via SIR-2.1/DAF-16-mediated IIS and autophagy-lysosomal pathways
编辑推荐：
•IGRh能够延长秀丽隐杆线虫的寿命并提升其健康寿命。•IGRh可激活SIR-2.1并抑制IIS，从而增强抗压能力。•IGRh能促进自噬-溶酶体功能以及线粒体稳态。•代谢组学分析表明Q3G是能够激活SIR-2.1的关键代谢物。•IGRh的代谢物可通过SIR-2.1/DAF-16通
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IGRh能够延长秀丽隐杆线虫的寿命并提升其健康寿命。
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IGRh可激活SIR-2.1并抑制IIS，从而增强抗压能力。
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IGRh能促进自噬-溶酶体功能以及线粒体稳态。
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代谢组学分析表明Q3G是能够激活SIR-2.1的关键代谢物。
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IGRh的代谢物可通过SIR-2.1/DAF-16通路发挥抗衰老作用。
引言
衰老是一个复杂的、多因素参与的生物过程，其特征为生理功能逐渐衰退，同时伴随氧化应激、线粒体功能障碍、代谢失衡、自噬能力下降以及蛋白质稳态紊乱等病理特征（Lapierre & Hansen, 2012）。近年来，天然产物尤其是植物来源的黄酮类化合物因具有强大的抗氧化活性、多靶点调节潜力以及较高的安全性，越来越受到衰老干预研究领域的关注。这类化合物能够调控多种在进化过程中始终存在的延长寿命相关通路，包括胰岛素/胰岛素样生长因子-1通路、AMP激活的蛋白激酶信号通路以及由苏尔泰因介导的去乙酰化网络，进而提升生物体的抗压能力并延长寿命（Chen et al., 2024; Wang et al., 2024）。沙棘是一种广泛分布于欧亚大陆的兼具生态价值与药用价值的植物，其富含黄酮类化合物、多酚类物质以及多种维生素。大量研究表明沙棘具有抗氧化、抗炎以及调节代谢的作用，因此在食品和药品领域具有巨大的应用潜力（Liu et al., 2021）。在沙棘的叶片成分中，异鼠李素衍生物尤为丰富。异鼠李素-3-O-葡萄糖苷-7-O-鼠李糖苷（IGRh）是一种结构独特的双糖苷类黄酮，也是沙棘叶片中的重要成分之一（Zhao et al., 2024）。尽管与游离异鼠李素相比，IGRh具有更优异的化学稳定性和生物利用度，但其抗衰老功效及其分子机制目前仍不完全清楚（Lai et al., 2025; Liu et al., 2021）。
秀丽隐杆线虫由于寿命较短、遗传特性明确，且与衰老相关的通路高度保守，因此被广泛用作研究寿命调控及抗衰老机制的模式生物（Lapierre & Hansen, 2012）。在秀丽隐杆线虫体内，已经有多种与长寿相关的信号通路被深入研究，包括IIS通路、饮食限制信号通路、AMPK介导的能量感知通路、线粒体应激反应通路以及生殖细胞信号通路（Wu et al., 2024; Li et al., 2024; Wan et al., 2019）。在这些通路中，SIR-2.1是哺乳动物SIRT1的同源物，它是一种依赖NAD?的去乙酰化酶，能够调控DAF-16和HSF-1等关键转录因子。通过这些调控因子，SIR-2.1能够影响能量代谢、抗压能力、蛋白质稳态以及自噬过程，进而促进生物体寿命的延长（Zhang et al., 2023; Berdichevsky et al., 2006）。已有研究多次证明，激活SIR-2.1可以通过提升线粒体质量控制水平以及促进自噬-溶酶体功能来延长寿命（Cui et al., 2022）。最新研究还表明，黄酮类化合物的代谢命运对其生物活性起着决定性作用。大多数黄酮苷类化合物会在肠道中被酶或微生物降解，发生脱糖和环裂解反应，生成分子量更小的代谢物，如苷元或酚酸，这类代谢物的生物活性往往比其母体化合物更强（Day et al., 2000）。在秀丽隐杆线虫体内也存在类似的代谢过程，肠道内的酶类以及肠道微生物会参与黄酮苷类化合物的生物转化，进而影响线虫的寿命和抗压能力（Wang et al., 2024）。因此，阐明IGRh在体内的代谢转化过程，识别其活性代谢物及其作用的分子靶标，对于揭示其抗衰老机制具有重要意义。
虽然已有研究报道了沙棘提取物、异鼠李素相关黄酮类化合物以及多种植物来源的能够调控SIR-2.1/SIRT1的化合物具有抗衰老作用，但对于IGRh而言仍有三个关键问题尚未得到解答：其一，其双糖苷结构是否相较于其他异鼠李素衍生物能带来不同的长寿表型；其二，IGRh在体内是如何转化为具有持续生物活性的代谢物的；其三，这些代谢物是否能够作用于特定的上游靶标，进而启动下游的寿命延长相关通路。因此，本研究不仅旨在评估IGRh的抗衰老活性，还要建立一种机制框架，将IGRh的结构特征、其在体内的代谢转化过程以及SIR-2.1/DAF-16/自噬-溶酶体信号通路联系起来。我们首先研究了IGRh对秀丽隐杆线虫寿命以及肌肉完整性、运动能力、脂质储存和肠道屏障功能等多种健康相关指标的影响。为阐明其中的机制，我们利用突变体品系以及荧光报告基因线虫，研究了SIR-2.1/DAF-16通路、IIS信号通路、AMPK介导的能量调节通路以及自噬-溶酶体系统的作用。此外，我们还使用UHPLC-QTOF-MS/MS技术分析了IGRh在体内的代谢谱，以识别其消化后的代谢产物。随后，我们通过分子对接和分子动力学模拟研究了这些代谢物与SIR-2.1之间的相互作用可能性。最后，我们在秀丽隐杆线虫中验证了部分代表性代谢物对SIR-2.1依赖性抗衰老效应的贡献。通过整合表型学、遗传学、代谢学以及计算生物学方法，本研究旨在填补目前关于沙棘叶黄酮类化合物抗衰老潜力的知识空白，并为揭示黄酮类化合物代谢与苏尔泰因信号通路之间如何协同作用以促进寿命延长提供理论依据。
章节要点
化合物与线虫
IGRh是来自沙棘叶片的一种具有代表性的黄酮类化合物，由成都阿比奥克生物科技有限公司提供（中国成都）。野生型秀丽隐杆线虫（N2）以及尿嘧啶缺乏型的大肠杆菌OP50则购自福建上源生物科技有限公司（中国福州）。其他用于研究的秀丽隐杆线虫突变体品系则从明尼苏达大学的秀丽隐杆线虫遗传学中心获得。本研究中使用的突变体包括daf-2、eat-2、aak-2、clk-1等。
IGRh对秀丽隐杆线虫寿命及脂褐素积累的影响
IGRh处理能够以浓度依赖的方式显著延长秀丽隐杆线虫的寿命。与对照组相比，10、20和30微摩尔的IGRh分别使秀丽隐杆线虫的平均寿命增加了11.20%、13.88%和20.64%（图1A）。在所有测试浓度下，秀丽隐杆线虫的存活曲线均出现明显右移现象（图1B），通过对数秩检验也证实了这一差异具有统计学显著性（P<0.01）。在30微摩尔浓度时，IGRh带来的寿命延长效果最为显著，因此后续实验均选择该浓度进行。
IGRh的代谢物通过直接结合调控SIR-2.1
黄酮苷类化合物是膳食中黄酮类物质的主要存在形式，但由于其分子体积较大，通常难以直接被肠道上皮细胞吸收（Gonzales et al., 2015）。在哺乳动物体内，大多数黄酮苷类化合物会通过肠道内的酶类或微生物水解酶的作用发生脱糖反应，比如能够分解像IGRh这类鼠李糖连接型黄酮类化合物的α-鼠李糖苷酶，从而生成分子量更小、更容易被吸收的代谢物（Day et al., 2000）。在秀丽隐杆线虫体内也存在类似的代谢过程。
结论
本研究系统地阐明了IGRh及其代谢物在秀丽隐杆线虫体内延缓衰老的机制。IGRh能够显著延长秀丽隐杆线虫的寿命，改善其运动能力和肌肉完整性，减少脂褐素及脂质沉积，同时提升其对热应激和氧化应激的耐受能力。这些生理功能的改善伴随着氧化还原平衡的恢复，表现为超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性的上升，活性氧和丙二醛水平的下降，氧化损伤也得到了减轻。从机制层面来看，IGRh
未引用参考文献
Yang et al., 2021, Zhao et al., 2024
CRediT作者贡献说明
赵金梅：论文撰写——初稿撰写、方法学研究、数据整理。 董文霞：软件应用、方法学研究。 魏娟：论文撰写——审阅与编辑、项目指导。 蒋玉梅：资源准备、定量分析。 邓泽强：资源准备、方法学研究。 Yury A. Zubarev：实验研究。 毕阳：论文撰写——审阅与编辑、项目管理、资金申请。
致谢
本研究得到了甘肃省中俄沙棘加工技术国际科技合作基地（甘肃省科学技术厅）、中俄沙棘联合研究中心（中华人民共和国教育部）、新疆创新人才支持计划“小团队”援助计划以及甘肃农业大学沙棘相关项目的大力支持。
Jinmei Zhao|Wenxia Dong|Juan Wei|Yumei Jiang|Zeqiang Deng|Yury A. Zubarev|Yang Bi
