水解鸡肉提取物及其生物活性环肽经SIRT1/AMPK/mTOR通路促进自噬缓解HT-22神经元细胞衰老

《Journal of Functional Foods》:Hydrolyzed chicken meat extract and its bioactive cyclopeptides attenuate cellular senescence in HT-22 neurons via promoting autophagy through the SIRT1/AMPK/mTOR pathway

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月05日 来源:Journal of Functional Foods 3.9

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  细胞衰老是衰老的核心标志,也是大多数慢性疾病的主要风险因素。针对衰老细胞的天然产物因在衰老相关疾病干预中的抗衰潜力日益受到关注。既往研究显示水解鸡肉提取物(HCE)具有神经保护作用,但其在衰老细胞清除中的作用及潜在机制尚不清楚。研究人员在D-半乳糖(D-gal

  
细胞衰老是衰老的核心标志,也是大多数慢性疾病的主要风险因素。针对衰老细胞的天然产物因在衰老相关疾病干预中的抗衰潜力日益受到关注。既往研究显示水解鸡肉提取物(HCE)具有神经保护作用,但其在衰老细胞清除中的作用及潜在机制尚不清楚。研究人员在D-半乳糖(D-gal)诱导的衰老HT-22海马神经元中考察HCE与传统鸡精(EC)的抗衰效应与机制。HCE显著增强细胞抗氧化能力、降低SA-β-gal阳性率、恢复细胞周期进程、抑制衰老相关分泌表型(SASP)分泌并促进自噬流,效力略强于EC。研究人员进一步鉴定出环(Val-Pro)、环(His-Pro)和环(Gly-Pro)为生物活性成分,其中环(His-Pro)活性最强。机制上,HCE与上述环肽通过SIRT1/AMPK/mTOR介导的自噬发挥作用,该作用可被SIRT1敲低或靶向通路抑制完全取消。
研究背景与立项依据:衰老伴随生理功能渐进性退化,细胞衰老以不可逆细胞周期阻滞、SA-β-gal活性升高、p16/p21/p53上调及SASP过度分泌为核心特征,由氧化应激、DNA损伤、端粒损耗与慢性炎症共同驱动。当前抗衰策略分为清除衰老细胞的senolytic与不改写细胞存留状态而弱化衰表型的senomorphic两类;后者依赖自噬降解受损蛋白与功能障碍细胞器,非溶解性缓解衰老损伤。自噬活性随衰老下降,SIRT1去乙酰化激活AMPK进而磷酸化抑制mTOR以驱动自噬,SIRT1/AMPK/mTOR轴整合营养感应、线粒体生物发生与自噬,是衰老调控中枢。HCE既往被报道改善早衰小鼠与健康人认知、减轻老年小鼠脑内神经炎症与氧化应激,EC亦有认知获益报道,但HCE及其环肽是否经自噬依赖性senoreversion缓解神经元衰老、是否经SIRT1/AMPK/mTOR通路尚未阐明。该研究即在此框架内,以D-gal诱导HT-22海马神经元衰老模型,系统回答HCE及环肽的抗衰效力与机制。
主要技术方法概览:研究以小鼠HT-22海马神经元为体外衰老模型(D-gal 200 mmol/L诱导48 h),以传统EC为对照,以达沙替尼+槲皮素(D+Q)为senolytic阳性、亚精胺(SPD)为自噬激动阳性对照;构建稳定表达mCherry-EGFP-LC3B的HEK293单克隆系动态监测自噬流;采用SA-β-gal染色、流式细胞术(细胞周期与ROS)、Luminex悬浮芯片(SASP)、Western blot与RT-qPCR(衰老/自噬/通路蛋白及mRNA)、免疫荧光(Ki67/LC3/LAMP1)、Sirt1 shRNA敲低、AMPK抑制剂BML-275与mTOR激活剂MHY1485阻断实验、转录组RNA-seq与KEGG富集,所有数据以均值±SEM与单因素ANOVA/Tukey-Kramer检验。
研究结果
3.1 HCE减轻D-gal诱导HT-22细胞衰老:SA-β-gal染色显示HCE、EC与D+Q均降低衰老细胞比例;Western blot示p53、p21下调;流式证实D-gal致G1期阻滞,HCE/EC/D+Q恢复周期分布;Ki67免疫荧光示增殖能力回升,HCE整体优于EC。
3.2 HCE降低衰老神经元氧化应激:DCFH-DA与流式示D-gal升ROS,HCE/EC/D+Q回降ROS并提升SOD、CAT、GSH;HCE抑ROS强于EC;内质网应激蛋白GRP78、EIF2α、p-CHOP亦被回降。
3.3 HCE抑制SASP与炎症:Luminex示D-gal上调多种SASP因子,HCE广谱下调CCL17、CXCL12、IL-2、IFN-γ等(EC仅调部分),RT-qPCR印证核心SASP mRNA回落;Western blot示p-p65 NF-κB与p-p38 MAPK活化被HCE/EC/D+Q阻断。
3.4 HCE促进自噬与自噬流:RT-qPCR/Western blot示LC3B、Beclin1、ATG5、p-ULK1上调,p62下调;3-MA取消该起始效应;LC3-LAMP1共染与mCherry-GFP-LC3B双色示HCE/EC/SPD增强自噬体-溶酶体融合、逆转D-gal自噬流阻塞,CQ取消该效应。
3.5 环肽筛选与转录组指向AMPK/mTOR:从HCE中筛得环(Val-Pro)、环(His-Pro)、环(Gly-Pro)在HEK293-LC3B系显著增强自噬流;RNA-seq热图示三者逆转D-gal基因紊乱,环(His-Pro)与HCE重叠最高;KEGG最显著富集AMPK信号,次为mTOR、自噬、溶酶体。
3.6 HCE与环肽经SIRT1/AMPK/mTOR促自噬:基因集热图与WB示HCE/三环肽降p62、升ATG5/LC3B-II/p-ULK1,环(His-Pro)最强;ELISA与RNA-seq示SIRT1表达及酶活性上调;WB示SIRT1蛋白升、p-AMPK升、p-mTOR降。
3.7 Sirt1敲低取消效应:shSirt1阻断HCE/环肽对SIRT1、p-AMPK、p-mTOR及ATG5/LC3B-II/ULK1/p62的调控,并回弹p16/p21,证实SIRT1为该通路必需节点。
3.8 AMPK抑或mTOR活取消效应:BML-275不扰SIRT1但阻p-AMPK,取消下游自噬;MHY1485不扰SIRT1/p-AMPK但升p-mTOR,取消自噬。确认HCE/环肽主要经SIRT1/AMPK/mTOR促自噬。
讨论浓缩:研究人员指出D-gal衰老由ROS-氧化损伤驱动,HCE抗氧化强于EC延续自鼠脑研究结论;SA-β-gal、p53/p21、G1阻滞、Ki67恢复构成抗衰表型证据,效力可比D+Q且优于EC;SASP经NF-κB/p38调控,HCE广谱抑SASP;自噬流恢复可比SPD;环(Val-Pro)/环(His-Pro)/环(Gly-Pro)为HCE核心环肽,环(His-Pro)因结构近TRH、可透血脑屏障、抗炎抗氧化而效最强;SIRT1敲低/AMPK抑/mTOR活三联阻断实验闭环证明SIRT1/AMPK/mTOR为机制主轴。作者同时指明局限:仅D-gal-HT-22单一神经元模型,未覆盖生理脑衰老异质性与体内验证;环肽靶向富集低,纳米载体(银纳米粒、功能化碳管、金属氧化物粒)递送是转化方向。
结论翻译:该研究系统证明HCE缓解D-gal诱导的HT-22海马神经元衰老,其抗衰、抗氧化与抗炎效力优于传统EC;机制上HCE至少部分经SIRT1/AMPK/mTOR通路促自噬发挥抗衰作用,并鉴定环(Val-Pro)、环(His-Pro)、环(Gly-Pro)为核心活性成分,环(His-Pro)效最强。结果为HCE作为膳食抗衰干预提供科学依据,环(His-Pro)体内安全性与临床转化尚需后续验证。论文发表于《Journal of Functional Foods》。
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