转自：生物谷
随着年龄的增长，器官功能逐渐退化，这与神经退行性疾病的发病率增加紧密相关。线粒体功能障碍被认为是这一过程中的关键因素。随着年龄增长，肺功能减退、贫血和微循环障碍导致组织氧气供应不足，引发慢性缺氧并加剧线粒体功能障碍，从而促进神经退行性疾病的进展。
藏红花素（crocetin）是一种天然化合物，具有改善线粒体功能的潜力。近日，印度中西医结合研究所Ajay Kumar研究团队在ACS Pharmacology & Translational Science发表了题为Crocetin Delays Brain and Body Aging by Increasing Cellular Energy Levels in Aged C57BL/6J Mice的研究论文，发现藏红花素通过增加氧气扩散改善了老年小鼠的线粒体功能，提升了记忆、协调性和能量水平，并且延长了小鼠的寿命。
研究发现，藏红花素通过增加氧气扩散，有效改善了老年小鼠的线粒体功能，提升了它们的记忆、协调性和能量水平，并延长了寿命。对老年小鼠进行为期四个月的藏红花素治疗后，结果显示小鼠的记忆行为和运动能力得到了显著改善。治疗组在空间记忆测试中表现更佳，找到食物的时间更短，停留在诱饵臂的时间更长，并减少了错误进入非诱饵臂的次数。
此外，藏红花素治疗组在开放场地测试中活动更频繁，移动距离和速度增加。药代动力学研究表明，藏红花素在脑内浓度较低，且无累积现象。整体上，藏红花素有效改善了老年小鼠的认知和运动功能。
图1. 老年小鼠在用藏红花素长期治疗 4 个月后，脑功能有显著改善
为了探究藏红花素对小鼠记忆行为的分子机制，研究人员对小鼠海马体进行了全转录组测序。结果显示，藏红花素治疗引起了显著的基因表达变化，包括上调BDNF、GBBR2、GAD2和DROSHA等与改善脑功能和行为相关的基因，下调HCK、AMIGO3、TOP1MT和LCP1等基因。线粒体电子传递链（ETC）相关基因显著上调，进一步支持了藏红花素改善脑功能的分子机制。
进一步的线粒体基因组分析表明，藏红花素并未改变老年小鼠线粒体基因组中的单核苷酸多态性（SNPs）或插入缺失（InDels），显示其抗衰老效果并不依赖于基因组稳定性变化。
图2. 藏红花素对老年小鼠脑细胞中电子传递链的影响
研究还发现，藏红花素在缺氧条件下可以降低星形胶质细胞中HIF1α的表达，表明其有助于改善细胞的氧气供应，减少氧化应激。藏红花素处理老年星形胶质细胞后，线粒体膜电位和线粒体内膜蛋白ND5和ND6的表达增加，同时提升了NAD+和ATP水平。这些结果表明，藏红花素能够增强线粒体功能，恢复细胞能量代谢状态。
此外，藏红花素长期治疗不仅提高了心脏、肾脏、肺部和肝脏的ATP和NAD+水平，还显著提升了这些器官的代谢率。虽然没有发现显著的生化和血液学变化（除血小板计数外），但藏红花素治疗改善了小鼠的神经肌肉协调性和抓握力。并且，最显著的是，藏红花素延长了小鼠的中位生存时间，从744天延长至876天，增加了17.7%。
图3. 藏红花素治疗改变了老年小鼠的海马基因谱，使其更接近未治疗的年轻小鼠
图4. 藏红花素上调了身体其他重要器官的能量水平，并提高了雄性小鼠的中位寿命
综上所述，藏红花素通过增加氧气扩散恢复线粒体功能，显著改善了老年小鼠的记忆、协调性和能量水平，并延长了寿命。基因分析显示，藏红花素通过上调与氧化磷酸化（OXPHOS）相关的基因来提升脑能量，且长期使用未引起氧化应激。上述结果表明，藏红花素有望用于延缓衰老和治疗相关疾病。
参考文献：
Choudhary S, Kumar V, Sharma K, et al. Crocetin Delays Brain and Body Aging by Increasing Cellular Energy Levels in Aged C57BL/6J Mice[J]. ACS Pharmacology & Translational Science. Published September 11, 2024
（转自：生物谷）
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