五味子木脂素对d-半乳糖致衰老大鼠作用机制的代谢组学研究

近年来，中药、中草药等具有抗衰老活性的天然产物得到了越来越广泛的应用。五味子是五味子的成熟干果，原产于我国，是我国著名的中药材。木脂素是五味子属植物中具有多种功能的主要成分之一。五味子中木脂素在延缓衰老中的作用已有大量报道，如改善d-半乳糖（d-gal）诱导的大鼠氧化损伤引起的学习记忆障碍，通过抑制内质网途径的凋亡抑制d-gal诱导的小鼠脑组织衰老，调节自噬，抑制凋亡。衰老伴随着多个器官和系统的整体变化，各器官和系统之间相互影响密切，因此，根据药物在身体某一部位引起的变化来阐明药物对机体的整体作用是不合理的。

近年来，代谢组学在植物特性研究、疾病诊断、药物作用机制探索、生物标志物发现等方面得到了广泛的应用，随着设备的发展、实验方法的改进以及相关分析软件的出现，代谢组学已趋成熟，而作为一种新的研究工具，被认为在疾病的发展和药物作用机制的研究中有着广阔的应用前景尤其适合研究衰老机体整体代谢的变化。

吉林省北华大学药学院药理学系、北华大学附属医院普外科和北华大学化学与生物学院吉林中药生物技术创新中心的研究人员通过对d-半乳糖（d-gal）致衰老大鼠血清中五味子木脂素（五味子总木质素）含量的分析，探讨其抗衰老作用。他们把40只雄性Wistar大鼠随机分为对照组、d-gal模型组、低剂量五味子总木质素组（50mg/kg/d）、中剂量五味子总木质素组（100mg/kg/d）和高剂量五味子总木质素组（200mg/kg/d）。采用快速分辨液相色谱-四倍飞行时间质谱联用的血清代谢组学分析方法，研究d-半乳糖致衰老大鼠的特点，评价五味子总木质素的抗衰老作用，并用多元统计分析进行模式识别和特征代谢物鉴定。采用实时定量聚合酶链反应（real-timepolymerase chain reaction）检测脑组织中p19、p53和p21基因的相对水平，探讨其作用机制。代谢组学分析显示，经五味子总木质素治疗后，共鉴定出15种生物标志物，其中13种恢复到正常水平。根据代谢途径分析，五味子总木质素的抗衰老机制可能涉及以下代谢途径：能量代谢、氨基酸代谢、脂质代谢和磷脂代谢。五味子总木质素对d-半乳糖致衰老大鼠脑组织p19、p53和p21的mRNA表达有明显的抑制作用。他们的研究提示五味子总木质素可通过多种途径延缓d-半乳糖诱导的大鼠衰老。

d-半乳糖致衰老模型是目前应用最广泛的亚急性衰老动物模型，其衰老表现多种多样，如寿命缩短、学习记忆障碍、神经退行性改变、免疫力低下、生育能力低下等，与形态学、生理学、免疫功能等变化相似，而生化指标在各器官自然衰老中的作用，被广泛应用于衰老机理的研究，以及抗氧化剂和抗衰老药物的药效学评价。发现d-半乳糖致衰老大鼠自发行为（旷场实验）减少，空间记忆能力（水迷宫）受损。他们的另外研究发现五味子木脂素对高脂饮食诱导的高脂血症小鼠有抗高脂血症的作用，其机制可能涉及三羧酸循环、酮体和胆固醇合成、胆碱代谢、脂肪酸代谢等代谢途径，其中乙酰辅酶A是五味子总木质素抗高脂血症的关键因素。

他们采用快速分辨液相色谱-飞行时间质谱联用（RRLC-Q-TOF-MS）代谢组学方法，通过分析d-半乳糖诱导大鼠血清中五味子总木质素的特点及相关蛋白表达的抗衰老机制，评价五味子总木质素的抗衰老作用基因也进行了研究。采用RRLC-Q-TOF-MS代谢组学方法，揭示了五味子总木质素对d-半乳糖致衰老大鼠的代谢调节作用，结果表明：五味子总木质素可部分恢复d-半乳糖所致的代谢障碍，其代谢途径包括能量代谢、氨基酸代谢、氨基酸代谢、代谢途径，其机制可能与五味子总木质素下调p19、p53和p21信号通路有关。他们的研究可为防治衰老提供理论依据。