從葡萄籽中發現天然類黃酮原花青素C1具有抗衰老活性可延長小鼠壽命百分之六十四點二

衰老是包括心血管疾病、代謝性疾病、神經退行性病理和各種惡性腫瘤在內的慢性疾病的最大風險因素之一。衰老相關的器官功能衰退和與年齡相關的慢性疾病風險增加，部分是由衰老細胞的積累驅動的。

近年來，細胞衰老受到了廣泛的關注，因為它被發現是一種可被藥物靶向的過程。目前來看，通過抗衰老治療可以預防或延遲多種衰老相關疾病。

發表研究論文發現類黃酮原花青素C1具有抗衰老活性并可顯著延長小鼠健康壽命和平均壽命。

低濃度葡萄籽萃取物可以抑制衰老相關的分泌表型（SASP）

為了尋找能有效調節衰老細胞的新化合物，研究者利用由46種植物源性藥物組成的植物化學文庫（PDMA文庫）進行了無偏倚篩選。

在該研究中，研究人員用博萊霉素誘導人類原代前列腺間質細胞系PSC27進入衰老狀態并呈現出一種典型的表型，即SASP。基于衰老PSC27細胞進行的PDMA文庫大規模篩選，鑒定出了幾種具有選擇性殺傷衰老細胞潛力的化合物，包括低濃度葡萄籽萃取物，槲皮素，非瑟素，姜黃素和胡椒龍胺。

因既往關于低濃度葡萄籽萃取物的研究較少，研究人員隨后對其進行了進一步研究。他們發現在體外條件下，低濃度葡萄籽萃取物可以使SASP分子標記的表達降低，并且發現p65的核易位在低濃度（如0.1875μgml?1）時可以被低濃度葡萄籽萃取物拮抗，在低濃度葡萄籽萃取物濃度較高時反而出現增強，可能是細胞凋亡造成的一種炎性表型。這些數據說明，在不同低濃度葡萄籽萃取物處理條件下，衰老細胞的反應不同。進一步生信分析發現，低濃度葡萄籽萃取物在特定濃度范圍內具有控制衰老細胞促炎性表型的作用。

低濃度葡萄籽萃取物在高濃度時具有抗衰老效應

研究人員進一步探索了高濃度低濃度葡萄籽萃取物對衰老細胞的殺傷作用。SA-β-Gal染色結果表明，在0.75μgml?1的低濃度葡萄籽萃取物濃度下，衰老細胞開始被清除;在3.75μgml?1濃度時，衰老細胞存活率降低至20%的極限平臺階段。

重要的是，即使在高濃度條件下，低濃度葡萄籽萃取物對增殖細胞也幾乎不產生殺傷作用。機制方面研究顯示，低濃度葡萄籽萃取物對衰老細胞的殺傷作用主要是通過誘導凋亡、促進線粒體氧化應激而實現。

低濃度葡萄籽萃取物中的類黃酮原花青素C1（PCC1）具有抗衰老細胞作用

接下來，研究人員利用HPLC及QTOF-MS技術對低濃度葡萄籽萃取物的成分進行分析，發現了三種主要的植物化學物質：包括酚酸、類黃酮（如黃烷-3-醇、原花青素）和其它化合物。其中，少數成分被鑒定為原花青素及其衍生物，這些物質在以往的研究中被發現可以靶向線粒體蛋白并緩解多種人類慢性疾病。

HPLC-QTOF-MS的初步分析表明，低濃度葡萄籽萃取物在特定的質譜峰處的譜圖與PCC1的譜圖相互匹配。PCC1既往被證明可以誘導DNA損傷、導致細胞周期阻滯和檢查點激酶表達增加，并且可能通過誘導凋亡發揮抗腫瘤效應。研究人員推測：PCC1是否在靶向誘導衰老細胞凋亡方面具有某種優勢呢？因此，他們對PCC1的選擇性抗衰老能力開展了一系列深入研究。

數據表明，PCC1在體外濃度為50μM時開始對衰老基質細胞具有抗衰老作用，直到PCC1濃度增加至200μM對衰老細胞的殺傷作用達到平臺期時，增殖細胞也基本不受影響。

只有當PCC1濃度為600μM或更高時，才對對照組，即正常細胞產生毒性作用。這說明PCC1以劑量依賴性的方式選擇性清除衰老的人基質細胞，但在適當的濃度下對未衰老的細胞卻無顯著作用。并且研究者們還在人類胎兒肺成纖維細胞（WI38）、原始人類臍靜脈內皮細胞（HUVEC）和人類間充質干細胞（MSC）的衰老細胞中對PCC1的選擇性抗衰老能力進行了擴大驗證，基本重復了之前在PSC27細胞中發現的現象。

進一步研究發現，泛半胱天冬氨酸酶凋亡抑制劑QVD-OPh可以明顯逆轉PCC1的抗衰老作用，而鐵死亡、焦亡或壞死相關的抑制劑分析卻對PCC1的作用沒有影響，這說明PCC1主要是通過誘導凋亡來發揮抗衰老作用的。對低濃度葡萄籽萃取物中的其它組分進行研究時，在PCC1的劑量范圍內，大多數低濃度葡萄籽萃取物成分沒有表現出抗衰老作用。這些結果說明，PCC1是低濃度葡萄籽萃取物抗衰老作用的主要成分。

PCC1引起衰老細胞線粒體功能障礙

在化學本質上PCC1屬于類黃酮超家族，可以清除自由基、螯合金屬離子、減少過氧化氫的形成，其抗氧化性能歸因于結構中的“-OH”基團及其在類黃酮分子環上的位置。為了探索PCC1的作用機制，研究人員首先分析了PCC1對衰老細胞全轉錄組表達的影響。

GSEA譜顯示SASP和NF-κB通路均被PCC1顯著抑制，其中表達差異最顯著的是一些分泌因子。逆向實驗顯示PCC1可以部分通過促凋亡分子NOXA和PUMA來介導衰老細胞的凋亡。因為在哺乳動物細胞中，原花青素通常可以增加細胞活力，減少ROS的產生，并抑制氧化應激。

接下來，研究人員想知道是否可以在暴露于PCC1的衰老細胞中觀察到類似的抗氧化作用。令人驚訝的是，研究結果與預期恰恰相反，當使用PCC1處理時，衰老的PSC27細胞顯示出更高的ROS水平，而HS-1793（一種穩定的白藜蘆醇類似物，具有自由基清除活性）可以有效地阻止PCC1治療的衰老細胞中ROS的產生。

然而，在PCC1處理過的衰老細胞暴露于CCCP（一種原載體線粒體非偶聯劑）或ruxotemitide（LTX-315）（一種誘導線粒體外膜滲透的兩親性陽離子肽）后，ROS水平進一步升高。盡管使用CCCP或Ruxotemtide本身也會引起ROS產生的增強，但其效果弱于PCC1，提示PCC1可以引起衰老細胞線粒體功能障礙。研究同時顯示，PCC1治療促進了細胞色素c從線粒體釋放到周圍細胞質空間，而這一過程通常直接驅動凋亡的發生。

p53作為一種調控細胞命運的因子，既可以通過轉錄激活促凋亡基因誘導細胞凋亡，也可以通過轉位到線粒體以一種轉錄非依賴的方式誘導細胞凋亡。研究人員發現，細胞衰老時p53核易位明顯增加，而PCC1可以減p53核易位。由于p53的核排出是誘導衰老細胞凋亡的關鍵步驟，研究人員進一步評估了PCC1對p53分布的影響。

結果顯示在PCC1處理的衰老細胞中，細胞核中p53水平降低，但線粒體中p53水平升高，說明p53由細胞核向線粒體基質的易位增強。同時，研究人員還發現PCC1處理后，線粒體膜電位在衰老細胞中顯著減少，而線粒體膜電位下降可以通過線粒體介導的內在途徑觸發細胞凋亡。這說明PCC1可以促進ROS的產生，觸發細胞色素C的釋放，并導致衰老細胞線粒體膜電位紊亂，最終導致線粒體功能失調、驅動細胞凋亡。

以上結果表明，PCC1一方面通過上調促凋亡因子NOXA和PUMA，另一方面通過活性氧生成增強和線粒體功能障礙來介導衰老細胞發生凋亡。

PCC1促進腫瘤消退，減少化療耐藥性

在臨床中，耐藥限制了大多數抗癌治療的療效，而衰老細胞往往通過在藥物損傷的腫瘤微環境中形成SASP表型而導致治療耐藥的發生。因而研究人員進一步探索PCC1是否可以通過減少原發腫瘤病灶中的衰老細胞來提高抗癌治療效果。

首先，研究人員將PC3前列腺癌細胞和原始PSC27基質細胞混合接種到小鼠體內，發現衰老細胞可以促進前列腺癌的生長。通過給藥實驗發現，盡管PCC1單獨給藥不能使腫瘤體積縮小，但是其與化療藥物米托蒽醌聯合應用時，較米托蒽醌單藥治療的效果明顯增加。

對給藥后的腫瘤進行免疫組化和轉錄測序分析發現，米托蒽醌治療可以明顯使腫瘤中的基質細胞發生衰老性變化，主要表現為SASP因子和衰老標記分子p16INK4a的升高，而聯合PCC1治療后，這些衰老性變化則可以被明顯逆轉。

并且PCC1聯合米托蒽醌治療時，腫瘤細胞的DNA損傷和細胞凋亡顯著增強，這說明PCC1可以增強米托蒽醌的細胞毒性。生存研究表明，PCC1單獨治療僅能略微延長生存期，而接受米托蒽醌-PCC1聯合治療的小鼠中位生存期最長，存活時間比單獨接受米托蒽醌治療的小鼠延長了48.1%。

另外值得注意的是，PCC1的治療并沒有對小鼠的肝腎功能、免疫系統或其它關鍵器官造成明顯的損傷，這說明PCC1聯合常規化療有可能增強腫瘤反應而不引起嚴重的全身毒性。

以上數據表明，盡管單獨使用PCC1既不能抑制腫瘤生長也不能促進動物生存，但PCC1與米托蒽醌聯合卻可以顯著增強化療效果，而不引起額外的毒副作用。

PCC1可以緩解身體功能障礙

既往研究顯示，即使少量的衰老細胞也能引起幼小動物的身體機能障礙。那么PCC1是否可以在體內選擇性地殺死衰老細胞，從而預防機體功能障礙？

為了回答這個問題，研究人員利用帶熒光素酶的對照和衰老小鼠胚胎成纖維細胞分別構建皮下移植瘤模型，并給予PCC1治療。

結果顯示，對植入衰老細胞的小鼠進行PCC1治療后，熒光信號強度顯著降低，而植入帶熒光素酶對照細胞的小鼠的熒光信號強度沒有明顯改變，說明PCC1在小鼠體內具有選擇性抗衰老作用。將衰老細胞植入后的幼鼠用PCC1治療1周，可防止小鼠最大行走速度、吊掛耐力（吊掛試驗）和握力（握力米）的下降，同時還可以預防幼鼠出現生理功能障礙。

接下來，研究者評估消除衰老細胞對中年動物的益處。為此，研究人員在17月齡的C57BL/6J小鼠中分別植入對照和衰老的MEFs。

結果顯示，攜帶衰老細胞但只接受對照治療的動物存活明顯低于接受PCC1治療組（死亡風險高出2.4倍）。但是兩組小鼠之間死亡相關的疾病、腫瘤負擔等沒有顯著差異。這說明衰老細胞造成的負擔可以導致中年小鼠身體功能障礙、死亡率增加，但通過服用PCC1這種抗衰劑可以降低這些風險。

接著研究人員又選擇了兩種獨立的體內衰老動物模型來驗證PCC1的治療效果。值得注意的是，經歷了全身放療的動物表現出異常的身體外觀，包括明顯的灰白毛發，而PCC1在很大程度上逆轉了這一表型。同時PCC1治療后小鼠的最大步行速度、吊掛耐力、握力、跑步機耐力、日常活動和平衡性能都得到了改善。

解剖結果顯示，PCC1治療后的小鼠心臟、肺、腎臟等組織中SA-β-gal陽性衰老細胞的百分比、衰老標志物和關鍵SASP也明顯降低。

此外，研究人員還對老年小鼠（24個月～27個月的小鼠，大致相當于75歲～90歲的人類）給予了PCC1治療。結果顯示，PCC1治療組的中位生存時間延長了64.2%（或總壽命延長9.4%），而死亡率風險降低65.0%。這些數據表明PCC1可以顯著降低老年小鼠的年齡相關性死亡風險，但對小鼠生理機能并不造成明顯的負面影響。

總體而言，中科院孫宇團隊的這項研究發現了低濃度葡萄籽萃取物中的提取物PCC1可以減輕衰老負擔和其它可能發展成促炎表型的細胞，促進衰老細胞凋亡。同時在不引起小鼠發病率升高的情況下增加小鼠壽命。并且即使在老年動物中使用，PCC1在延緩衰老相關功能障礙、減少衰老相關疾病和改善健康狀況方面仍具有十分突出的潛力，從而為未來老年醫學提高健康壽命和生存時間提供了新的希望。