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中国科学院上海有机化学研究所生物与化学交叉研究中心的朱正江教授团队近日在《Science Advances》杂志上发表了一项突破性研究,题为“Citrulline regulates macrophage metabolism and inflammation to counter aging in mice”。该研究表明,补充瓜氨酸可以有效对抗小鼠衰老,通过减少细胞衰老、防止DNA损伤、调节巨噬细胞代谢和减轻炎症等多种机制发挥作用。
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为了探索代谢在衰老过程中扮演的角色,研究人员首先对不同年龄段雄性小鼠的脑组织、肝脏组织和血清样本进行了全面的非靶向代谢组学分析。研究发现,在脑、肝脏和血清中存在多种与年龄相关的代谢物。特别值得注意的是,瓜氨酸以及1,5-无水葡萄糖醇在这三种组织中均表现出特异性下调的现象。具体来说,在24周龄的小鼠肝组织中,瓜氨酸水平比6周龄时下降了约50%,而在脑和血清中,这一数值也下降了大约20%。这些结果表明,瓜氨酸可能是小鼠衰老过程中的一种关键代谢物。
随后的研究聚焦于瓜氨酸在衰老过程中的生物学功能。通过在衰老小鼠胚胎成纤维细胞模型中进行实验,研究人员发现,瓜氨酸治疗能够显著降低γH2AX的水平——这是一种与DNA损伤和修复密切相关的分子标记。此外,补充瓜氨酸还能够抑制衰老相关的β-半乳糖苷酶(SA-β-Gal)活性、降低p21表达,并减少衰老细胞中的炎症细胞因子水平。
进一步的动物实验显示,长期给老年小鼠喂食瓜氨酸后,不仅观察到体重有所下降,而且体内炎症细胞因子水平明显减少,同时衰老脑组织中小胶质细胞的激活也被有效抑制。这表明,瓜氨酸不仅能缓解细胞层面的老化迹象,还能改善整体健康状况。
深入研究揭示,瓜氨酸作为一种内源性代谢物拮抗剂,能够在巨噬细胞中抑制促炎反应。从分子机制上看,瓜氨酸可能通过抑制巨噬细胞中哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)的激活,进而调节mTOR-缺氧诱导因子1α-糖酵解信号通路来对抗炎症和衰老。
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综上所述,这项研究表明,补充瓜氨酸可以通过多种途径发挥其抗衰老作用,包括减少细胞衰老、防止DNA损伤、调节巨噬细胞代谢及减轻炎症等。对于寻求延缓衰老方法的人们而言,瓜氨酸可能提供了一种新的潜在策略。不过,将这些实验室发现转化为临床应用仍需更多研究来验证其安全性和有效性。未来的工作可能会探索瓜氨酸如何在更广泛的背景下用于促进人类健康老龄化。
参考
Xie, Zhangdan, et al. "Citrulline regulates macrophage metabolism and inflammation to counter aging in mice." Science Advances 11.10 (2025): eads4957.
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