研究前沿 | 灰树花提取物的抗衰老和神经保护特性

如今，人们越来越关注营养作为预防某些人类疾病的一种手段，因为天然化合物可以在日常饮食中使用而几乎没有副作用。蘑菇的营养价值是由它们具有低热量、低脂肪，而富含蛋白质、纤维、碳水化合物、维生素和矿物质。自新石器时代以来，人类就开始使用药用蘑菇，因为它们对健康有有益的影响，大约有270种蘑菇因其预防或治疗特性而闻名。西方国家的主要问题之一是老龄化和与年龄相关的疾病（如神经退行性疾病）。其中，帕金森病(PD)影响全球1000万人，并且与α-突触核蛋白错误折叠有关，这也存在于其他统称为突触核蛋白病的病理中。灰树花水提取物，代表β-葡聚糖的宝贵来源，并在酵母中发挥抗衰老作用。它们的有益作用是通过抑制Ras/PKA途径来介导的，增加热休克蛋白的表达，同时持续增加平均寿命和最大寿命。这些真菌提取物还降低了在酵母细胞中异源表达的α-突触核蛋白的毒性，导致ROS水平降低、α-突触核蛋白膜定位降低和蛋白质聚集。灰树花提取物的神经保护活性也在黑腹果蝇PD模型中得到证实。总之，本研究数据表明使用灰树花作为预防衰老和与年龄有关的疾病的功能性食品，进一步支持这些药用蘑菇提取物的神经健康特性。

01、灰树花的作用机理
灰树花药用价值

灰树花(Grifola frondosa)，也被称为舞茸，是一种可食用的腐木蘑菇，主要生长在橡树或栗子树上，在中国和日本作为健康食品使用了几个世纪。这种蘑菇的药用价值在于其高含量的多糖，负责免疫刺激，抗肿瘤，抗糖尿病，抗过敏，抗氧化，抗衰老和神经保护作用。灰树花蛋白-β-葡聚糖已显示出惊人的改良效果。阿尔茨海默病样病理和相关的认知障碍是通过增加小胶质细胞对β斑块的吞噬作用来实现的。由于β-葡聚糖具有免疫调节、抗肿瘤和清除活性氧的抗氧化特性，因此在改善健康方面发挥了关键作用。所有这些作用都可以降低疾病的风险，包括神经退行性疾病。β-葡聚糖属于益生元，对我们肠道微生物群的生态适应性有重要影响，通过微生物-肠道-脑轴发挥神经保护作用。L-麦角硫因(ET)是组氨酸的硫醇/硫酮衍生物，在蘑菇中大量存在，具有促进健康的作用，被称为“长寿维生素”。从营养学的角度来看，ET对人体至关重要，因为它只能从饮食中获得，并且很容易通过特异性有机阳离子转运体(OCTN1)被人体肠道吸收，从而在体内达到高水平。ET通过清除活性氧(ROS)和激活抗氧化酶显示抗氧化活性，被描述为神经保护剂。

灰树花的抗衰老作用

为研究灰树花提取物是否具有抗衰老作用，将其添加到指数生长的野生型酵母菌细胞中。真菌提取物在合成最小培养基中以两种不同浓度(0.2%或0.5%)进行测试。结果表明，灰树花提取物以相似的方式延长酵母细胞的时间顺序寿命(CLS)，并具有剂量依赖性。事实上，用0.2%提取物处理的细胞的平均寿命延长了3倍，用0.5%提取物处理的细胞的平均寿命延长了5倍。
考虑到ET是一种有效的抗氧化剂，我们测试了观察到的效果是否可能是由于两种提取物中都存在这种化合物。将纯ET以两种不同剂量(0.0005%和0.00075%)添加到α-syn表达细胞中，模拟两种蘑菇提取物(约1和1.5 mg/g ET)中0.5%该化合物浓度的处理)。在测试浓度下，ET对细胞寿命没有影响，这表明蘑菇提取物的抗衰老作用是由其他成分和/或协同相互作用介导的 。

02、灰树花对神经保护作用的研究

为了测试灰树花提取物可能的延年益寿作用，在雄性和雌性PD蝇的标准饮食中添加0.2%灰树花。令人惊讶的是，添加0.2%灰树花提取物的雌蝇的平均寿命显著低于对照蝇(减少4%，p <0.0001)，而雄蝇的平均寿命与对照蝇相当。在此基础上，研究较低浓度(0.05%)的灰树花提取物对黑腹果蝇寿命延长的影响。有趣的是，该浓度没有显示出任何毒性作用，而且显著增加了雄性和雌性果蝇的平均寿命。特别是，0.05%的灰树花提取物使平均寿命增加了约15% (p<0.0001)和17% (p<0.0001)，分别为雌性和雄性。雌性和雄性的最大寿命分别增加了9天(+22.5%)和14天(+35%)。     

为了评估灰树花提取物对α-syn表达的影响，通过免疫印迹法检测了添加0.05%灰树花提取物和未添加0.05%灰树花提取物25天后果蝇脑内α-syn水平的变化。正如预期的那样，雌雄亲本杂交前不表达α-syn，而PD蝇强烈表达人类α-syn。灰树花提取物对雄性和雌性果蝇α-syn水平均有降低作用，但无统计学意义。综上所述，灰树花提取物的神经保护作用也通过PD多细胞模型得到了证实。

研究发现，在酵母细胞中，这些提取物以Ras/PKA依赖的方式延长了寿命，降低了ROS水平，证实并扩展了之前在其他模式生物中报道的灰树花提取物。此外，这些提取物通过减少活性氧、恢复膜功能以及减少蛋白质聚集等多种机制来减少α-syn诱导的早衰。引人注目的是，这种效果也在黑腹果蝇的无脊椎PD模型中得到了证明，其中0.05%的灰树花提取物显著延长了雄性和雌性果蝇的平均寿命。这些数据证实了在酵母中获得的结果，并且可能是由于本文所示的提取物减少α-syn聚集的能力。有趣的是，灰树花提取物在体外均能降低α-syn纤颤过程的进展。这可能与提取物的某些成分结合到单体和/或α-syn的中间状态有关。单体和/或亚临界和近临界低聚物的消耗随后会导致聚集途径的阻断。然而，在体内模型中，不能排除其他更间接的机制对α-syn毒性降低的贡献。虽然我们没有确定产生观察到的效果的具体成分-这可能是不同分子之间协同作用的结果-通过化学分析技术对两种提取物进行了表征。它们含有一系列不同的分子和代谢物，如β-葡聚糖、氨基酸、脂肪酸、麦角甾醇、麦角硫因和几丁质。根据TGA结果，在灰树花中，β-葡聚糖的含量为66.7%。

L-缬氨酸、L-脯氨酸、柠檬酸和L-酪氨酸仅在灰树花提取物中检测到。然而，由于氨基酸对长寿的作用仍然存在争议和困惑，因此很难对提取物的氨基酸谱得出结论。例如，减少特定氨基酸如丝氨酸、苏氨酸和缬氨酸的摄入是有益的，可以延长寿命，而谷氨酸的增加似乎具有抗衰老作用。

03结论与展望

总之，本文的数据可能具有重要的意义，并为进一步研究蘑菇介导的α-syn聚集过程在分子水平上的抑制作用奠定基础。此外，这项研究开辟了有趣的途径，以建立进一步的策略，并更好地了解有关破译蘑菇提取物在抑制淀粉样蛋白形成和预防/减轻突触核蛋白病以及潜在的其他蛋白质错误折叠相关疾病中的作用机制。

参考原文发表于：Nutrients ( IF 4.546 ) Pub Date : 2022-10-18 , DOI: 10.3390/nu14204368