胶原蛋白的流失是导致皮肤干燥、粗糙、皱纹形成等衰老迹象的主要原因之一，而这与线粒体中脯氨酸的产生量下降密切相关。褪黑素已被证明可以改善多种皮肤衰老的临床症状，但其机制尚不清楚。

2025年3月27日，来自中国农业大学的研究团队在Experimental Gerontology杂志发表题为“Molecular mechanism of melatonin-mediated mitophagy regulating proline production to ameliorate skin aging”的文章。

该研究发现衰老皮肤中的线粒体自噬、脯氨酸合成关键酶NADK2以及脯氨酸和胶原蛋白水平显著降低，氧化应激水平升高，而补充褪黑素可以有效上调线粒体自噬水平，恢复脯氨酸合成，从而改善皮肤衰老。

研究人员首先收集了一组不同年龄段的健康女性，将其分为 5 组，包括 <21 岁、21-30 岁、31-40 岁、41-50 岁和 >50 岁，并检测不同年龄段的皮肤生理指标，包括角质层含水量 (SCWC)、经表皮失水量 (TWEL)、油脂含量、表面 pH 值、弹性和黑色素含量。

结果发现，21 岁以后，尤其是 40 岁以后，SCWA、油脂含量和弹性明显降低，而 TWEL、表面 pH 值和黑色素含量明显增加。此外，21 岁以后，真皮逐渐变薄、松弛紊乱，出现进行性纤维化。同时，胶原蛋白的数量以及真皮层成纤维细胞标志物波形蛋白和几种典型胶原蛋白的表达水平均随年龄增长而显著降低。

为了探究褪黑素是否能对皮肤衰老产生改善作用。研究人员首先构造了小鼠衰老模型，发现对照组小鼠皮肤细腻光滑，衰老小鼠皮肤明显松弛、起皱，出现斑块，证明衰老模型构造成功。当注射褪黑素后，小鼠皮肤衰老情况得到明显改善，并且胶原蛋白含量明显升高。

从机制上，在衰老小鼠皮肤中，线粒体功能障碍导致脯氨酸合成受损，从而导致胶原蛋白流失，而补充褪黑素通过改善线粒体功能障碍恢复脯氨酸的产生，从而上调胶原蛋白含量。此外，在衰老小鼠皮肤中，线粒体裂变的水平高于线粒体融合的水平，受损的线粒体不能及时清除，导致氧化应激的发生，而补充褪黑素可以显著改善这种氧化应激。

总而言之，该研究有阐明线粒体功能障碍导致皮肤衰老的机制，为揭示皮肤衰老机制、合理利用内分泌激素改善皮肤衰老提供新的理论指导，具有广阔的应用前景。

参考文献：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0531556525000671?via%3Dihub