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但很多人不知道,柑橘除了富含维生素C,还储藏着一类被长期关注的天然活性成分——柑橘黄酮类化合物。其中,一种名为橙皮素(Hesperetin)的成分,近年来逐渐进入衰老与代谢研究领域。

随着年龄增长,肝脏会逐渐出现线粒体功能下降、脂质代谢紊乱、氧化损伤增加等变化,这些过程与代谢功能障碍相关脂肪性肝病(MAFLD)、代谢功能障碍相关脂肪性肝炎(MASH)等疾病的发展密切相关。那么,天然来源的小分子是否能够影响这一过程?
近期,来自中国台湾阳明交通大学等机构的研究团队发表于 npj Aging 的一项研究,就围绕这一问题展开探索。研究发现,在自然衰老小鼠中,生命后期补充橙皮素能够改善年龄相关的肝脏损伤,并激活 Hmgcs2-Pparα-Cisd2 信号轴,恢复衰老肝脏中长寿相关基因 Cisd2 的表达。

更重要的是,该研究不仅观察到了橙皮素对衰老肝脏表型的改善,还进一步解析了其背后的分子机制,为理解天然活性成分如何参与肝脏衰老调控提供了新的研究依据。
肝脏是人体重要的代谢器官,承担脂质代谢、葡萄糖稳态、解毒以及免疫调节等多种功能。然而,随着年龄增长,肝细胞内部会发生一系列变化,包括线粒体损伤、蛋白质稳态失衡、内质网压力增加以及氧化应激增强。这些异常逐渐累积后,会导致肝脏代谢能力下降,并增加脂肪沉积、慢性炎症以及纤维化风险。
过去对于肝脏衰老的研究,更多关注氧化损伤、炎症反应和细胞器功能下降等结果性变化。而这项研究进一步将关注点放在调控这些变化的核心代谢网络上,提出Hmgcs2-Pparα-Cisd2信号轴可能是连接代谢稳态与肝脏衰老的重要调节通路。
研究人员首先利用自然衰老小鼠模型评估橙皮素的作用。实验中,21月龄小鼠接受橙皮素膳食补充,持续5个月后进行肝脏检测。结果显示,橙皮素处理能够提高老年小鼠肝脏中Cisd2表达水平,并改善多项衰老相关肝脏异常。
通过组织学分析发现,橙皮素能够减少衰老肝脏中的脂质积累、炎症浸润以及纤维化改变。研究人员利用H&E染色、Oil Red O染色、F4/80免疫组化以及Masson染色等方法观察组织变化,同时结合透射电子显微镜分析细胞超微结构,发现橙皮素处理后,老年小鼠肝细胞中的脂滴堆积减少,线粒体和内质网结构损伤得到缓解。

橙皮素改善老年小鼠肝脏的衰老相关变化
在进一步机制研究中,研究人员发现橙皮素的作用并不仅仅停留在降低氧化应激水平,而是涉及更加深入的转录调控过程。
通过生物素标记橙皮素结合蛋白筛选、LC-MS/MS分析以及细胞实验验证,研究团队发现Hmgcs2可能是橙皮素的重要作用靶点。Hmgcs2是一种参与线粒体酮体生成的关键代谢酶,同时也具有调节基因表达的功能。
研究显示,橙皮素可能促进Hmgcs2与转录调控因子Pparα形成复合物,并促进该复合物进入细胞核。随后,Hmgcs2-Pparα复合物作用于Cisd2基因启动子区域的PPRE位点,提高Cisd2转录水平。
在AML12肝细胞模型中,通过Hmgcs2敲低实验、PPARα调控实验以及Cisd2启动子区域突变实验,研究进一步验证了这一调控关系。当Hmgcs2功能受到抑制,或者Cisd2缺失时,橙皮素诱导的保护作用明显减弱,提示Cisd2可能是该通路发挥功能的重要环节。
除了分子机制验证,研究团队还通过RNA测序分析观察橙皮素对衰老肝脏整体基因表达状态的影响。
结果显示,橙皮素能够部分逆转年龄相关的基因表达变化。在26月龄小鼠肝脏样本中,共检测到10224个基因表达变化,其中791个年龄相关差异表达基因在橙皮素干预后出现恢复,占年龄相关差异基因的23.9%。
这些被调节的基因主要涉及脂质代谢、线粒体功能、蛋白稳态、自噬以及应激反应等过程。其中,PPAR信号通路、脂肪酸代谢以及能量代谢相关变化尤为明显,提示橙皮素可能通过重新调整代谢网络改善衰老肝脏状态。
为了验证这一机制是否具有人类相关性,研究人员进一步分析了肝脏手术患者的非肿瘤肝组织样本。
结果发现,随着年龄增加,人肝组织中PPARα和CISD2表达均呈下降趋势。其中,男性样本中PPARα表达与年龄相关系数为R=-0.57,女性为R=-0.69;CISD2表达与年龄相关系数分别为男性R=-0.59、女性R=-0.62。同时CISD2表达水平与PPARα表达呈正相关关系,男性相关系数为R=0.63,女性为R=0.68,提示这一信号轴可能同样参与人类肝脏衰老过程。研究人员构建了肝细胞特异性Cisd2敲除小鼠模型进一步确认因果关系,结果显示,在缺失Cisd2的情况下,橙皮素改善肝脏损伤和代谢异常的能力明显下降。此外,转录组分析显示,橙皮素调控的大部分基因变化依赖于Cisd2存在,进一步支持Cisd2是该保护作用的重要介导因素。
这项研究为理解肝脏衰老提供了新的视角。衰老过程并不仅仅意味着损伤不断累积,也涉及维持细胞稳态的保护性代谢网络逐渐下降。其中,Hmgcs2-Pparα-Cisd2轴可能连接了脂质代谢、线粒体功能以及细胞保护机制,为探索年龄相关肝功能下降的干预策略提供了新的方向。

橙皮素调节Cisd2的机制
从治疗角度来看,增强Cisd2表达、调节Pparα信号或者开发具有类似橙皮素作用的功能分子,可能成为未来延缓年龄相关肝损伤的潜在策略。不过,目前相关证据主要来自动物模型和人组织相关分析,距离临床应用仍需要更多研究验证,包括长期安全性、药代动力学以及人体干预效果。