αG-芦丁可减缓端粒磨损并防止细胞衰老

《ACS Nutrition Science》：αG-Rutin Mitigates Telomere Attrition and Prevents Cellular Senescence

　　本研究评估了四种转糖苷化多酚的抗氧化活性，发现αG-Rutin在体外及细胞内均表现出显著抗氧化能力，可减少活性氧（ROS）和8-oxoG积累，抑制端粒缩短及衰老相关β-半乳糖苷酶（SA-βGal）活性，同时降低IL-6分泌，提示其作为功能性食品的潜力。分隔符：

　　在当今快速发展的科技与健康研究领域，随着人们对健康长寿的追求日益增强，越来越多的研究开始关注与细胞衰老相关的生物过程。细胞衰老是一个复杂的生理现象，其核心特征包括多种生物标志物的改变，其中最显著的标志之一是端粒的缩短。端粒是位于染色体末端的特殊DNA-蛋白复合结构，由重复的TTAGGG序列组成，并由称为shelterin的蛋白复合物保护。端粒的主要功能在于维持染色体的稳定性，并在细胞分裂过程中协助DNA复制。然而，随着细胞的不断分裂，端粒会逐渐变短，最终导致细胞进入衰老状态。这种端粒缩短不仅与细胞的自然老化过程相关，还与多种疾病的发生发展密切相关，如癌症、心血管疾病以及神经退行性疾病等。

研究表明，氧化应激是加速端粒缩短的重要因素之一。活性氧（Reactive Oxygen Species, ROS）是一类具有高度反应性的氧化分子，它们在细胞代谢过程中自然产生，但在某些情况下，如长期暴露于环境压力或代谢紊乱时，其水平会显著升高。ROS的增加不仅会导致DNA损伤，还会引发一系列炎症反应，进一步加剧细胞衰老过程。其中，8-oxoG（8-羟基鸟嘌呤）是ROS诱导的DNA氧化损伤中最常见的一种形式，尤其在富含鸟嘌呤的端粒区域更容易形成。8-oxoG的积累可能导致DNA复制错误、基因突变以及细胞功能的退化，从而推动细胞进入衰老状态。此外，ROS还可能通过非端粒依赖的机制促进细胞衰老，例如通过激活炎症信号通路或干扰细胞周期调控。

鉴于氧化应激在细胞衰老中的关键作用，抗氧化物质成为研究热点。植物来源的多酚类化合物因其天然的抗氧化特性而备受关注。多酚类物质广泛存在于水果、蔬菜和植物性食品中，具有较强的自由基清除能力，可以有效减少ROS的生成和积累。然而，这些多酚在实际应用中面临一定的挑战，尤其是它们的水溶性和生物利用度较低。水溶性差限制了它们在体内的吸收效率，从而影响其抗氧化效果。因此，为了提高多酚的生物利用度，科学家们开发了多种修饰方法，其中通过糖基化（transglycosylation）来增强其水溶性和稳定性成为一种有效的策略。

糖基化多酚，如αG-Rutin（α-葡萄糖-芦丁），是通过将糖分子与多酚结构结合而形成的化合物。这种修饰不仅提高了多酚的水溶性，还增强了其在肠道中的吸收能力，并降低了其对细胞的毒性。与未修饰的多酚相比，糖基化多酚的生物活性通常更优，因为它们能够更有效地穿越细胞膜并发挥抗氧化作用。αG-Rutin作为一种典型的糖基化多酚，因其在多种抗氧化活性测试中表现出色，成为本研究的重点对象。

本研究的目的是评估αG-Rutin与其他三种糖基化多酚（αG-白藜芦醇、αG-橙皮苷、αG-山楂素）在体外和细胞内的抗氧化能力，以及它们对端粒缩短和细胞衰老的抑制作用。通过一系列实验，研究人员发现αG-Rutin在抗氧化活性方面表现出最强的性能。在DPPH自由基清除实验中，αG-Rutin与未糖基化的芦丁相比，表现出类似的抗氧化能力，但其水溶性显著提高，从而更易于在细胞内发挥作用。此外，在ABTS自由基清除实验中，αG-Rutin同样显示出较强的抗氧化效果，表明其在不同类型的自由基清除机制中具有广泛的应用潜力。

进一步的实验显示，αG-Rutin能够有效减少细胞内的ROS水平，并抑制8-oxoG的形成。在TIG-1细胞模型中，研究人员发现，当细胞暴露于氢过氧化物（H?O?）诱导的氧化应激时，αG-Rutin能够显著降低8-oxoG的积累。这种效果不仅与αG-Rutin的自由基清除能力有关，还可能与其在细胞内的分布和代谢有关。通过免疫荧光染色技术，研究人员观察到αG-Rutin处理的细胞中8-oxoG的信号强度明显降低，这表明其在细胞内具有良好的抗氧化保护作用。

此外，αG-Rutin在抑制端粒缩短方面也表现出显著效果。研究人员通过连续传代实验，模拟了细胞在长期复制过程中的衰老现象。结果显示，在αG-Rutin处理的细胞中，端粒长度的缩短幅度明显低于未处理的细胞。这一发现进一步支持了αG-Rutin在延缓细胞衰老方面的潜力。同时，研究人员还探讨了αG-Rutin在慢性氧化应激条件下的作用。在长期暴露于低浓度H?O?的条件下，αG-Rutin能够有效减缓端粒的缩短速度，甚至在某些浓度下，其效果与复制驱动的端粒缩短相当。这表明αG-Rutin不仅能够保护端粒免受氧化损伤，还能在一定程度上恢复端粒的稳定性。

细胞衰老的另一个重要标志是衰老相关β-半乳糖苷酶（SA-βGal）的激活。SA-βGal的表达通常与细胞进入衰老状态相关，并伴随着一系列炎症因子的分泌，如白细胞介素-6（IL-6）。在本研究中，研究人员发现，αG-Rutin能够显著抑制SA-βGal的活性，并减少IL-6的分泌。这些结果表明，αG-Rutin不仅能够通过清除ROS来延缓端粒缩短，还能通过抑制细胞衰老相关的炎症反应来发挥其保护作用。这一发现为αG-Rutin在抗衰老和预防与氧化应激相关的疾病中的应用提供了理论依据。

值得注意的是，尽管αG-Rutin在体外和细胞实验中表现出色，但其在体内的实际效果仍需进一步验证。当前的实验主要基于细胞模型，而细胞内的环境远比体外复杂。因此，未来的研究需要更多地关注αG-Rutin在动物模型和人体实验中的表现，以评估其在实际应用中的安全性和有效性。此外，研究还应探索不同剂量和给药方式对αG-Rutin体内抗氧化效果的影响，从而为其作为功能性食品或营养补充剂的开发提供科学支持。

综上所述，αG-Rutin作为一种糖基化多酚，具有显著的抗氧化活性和细胞保护作用。它不仅能有效清除细胞内的ROS，还能减少氧化应激导致的DNA损伤，并抑制端粒缩短和细胞衰老。这些特性使其在延缓衰老和预防与氧化应激相关的疾病方面展现出巨大的潜力。未来的研究应进一步探索其在人体中的应用效果，并结合临床研究，评估其在促进健康衰老和延长寿命方面的实际价值。同时，开发新的给药方式和优化剂量方案，将有助于提高αG-Rutin的生物利用度，使其在实际应用中发挥更大的作用。