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近日,中国科学院生物与化学交叉研究中心朱正江研究员团队在国际权威期刊《Science Advances》上发表了一项突破性研究成果。他们通过系统性的代谢组学分析发现,瓜氨酸是一种与衰老密切相关的内源性代谢物,其在小鼠体内的水平随着年龄增长而显著下降。更令人振奋的是,补充瓜氨酸不仅能有效减缓细胞衰老、降低DNA损伤、调节免疫炎症反应,还能改善老年小鼠的多种衰老表型。
这项研究为抗衰老干预提供了全新的思路,也为“吃瓜抗老”这一说法增添了科学依据。
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瓜氨酸(Citrulline)是一种非蛋白质氨基酸,虽然不直接参与蛋白质合成,却在人体代谢中扮演着重要角色。它最早从西瓜汁中被提取出来,因此得名。每100克西瓜中就含有超过200毫克的瓜氨酸,此外,冬瓜、黄瓜、南瓜、苦瓜、丝瓜等多种瓜类,以及部分高蛋白食物中也富含该物质。
过去,瓜氨酸因其在一氧化氮(NO)合成中的作用而受到关注,被认为对心血管健康有益。但此次研究首次揭示了其在调控衰老和炎症方面的潜力。
为了探索代谢紊乱与衰老之间的关系,研究人员对不同年龄段的小鼠进行了脑组织、肝脏组织及血清样本的非靶向代谢组学分析,结果发现:在多个组织中,瓜氨酸是唯一在所有检测样本中均呈持续下调趋势的关键代谢物;与6周龄的年轻小鼠相比,24周龄的老年小鼠肝组织中瓜氨酸水平下降了约50%;
同时,脑和血清中的瓜氨酸含量也分别减少了约20%,表明其在衰老进程中具有高度敏感性和特异性。这些发现提示,瓜氨酸可能是监测和干预衰老过程的重要代谢标志物。
为了进一步探究瓜氨酸的抗衰老机制,研究人员开展了多维度实验。
1. 体外实验:减少DNA损伤,抑制细胞衰老
在活性氧诱导的衰老小鼠胚胎成纤维细胞模型中,瓜氨酸表现出以下效果:显著降低DNA损伤标志物γH2AX表达;抑制衰老相关β-半乳糖苷酶(SA-β-Gal)活性;下调p21等衰老标志基因;减少促炎因子释放,改善细胞微环境。
2. 巨噬细胞研究:调节代谢通路,减轻炎症
研究人员还利用原代骨髓来源巨噬细胞进行体外干预实验,结果显示:瓜氨酸可显著抑制LPS诱导的炎症反应;其作用机制涉及mTOR-HIF1α信号通路的调控;mTOR通路的过度激活会促进糖酵解并加剧炎症,而瓜氨酸则能抑制该通路活化,进而减少TNF-α、IL-6、IL-1β等促炎因子的分泌。
3. 体内实验:改善衰老表型,延长健康寿命
在动物实验中,研究人员对年轻和老年小鼠长期补充瓜氨酸,观察到以下积极变化:老年小鼠血液中的炎症因子水平显著下降;大脑中小胶质细胞的过度激活被有效抑制;DNA损伤程度明显减少;
在LPS诱导的急性肝损伤和脓毒症模型中,瓜氨酸处理显著延长了小鼠生存时间。
这些结果表明,瓜氨酸不仅能在细胞层面延缓衰老,还能在整体动物模型中改善衰老相关疾病状态。研究团队深入探讨了瓜氨酸的作用机制,发现其主要通过以下方式发挥抗衰老作用:调控巨噬细胞代谢:抑制mTOR通路,减少糖酵解速率;降低炎症反应:下调HIF1α表达,从而抑制促炎因子分泌;维护基因组稳定性:减少DNA损伤,防止细胞周期停滞;维持组织稳态:改善神经炎症、肝损伤等多种与衰老相关的病理状态。
这项研究首次系统地揭示了瓜氨酸在衰老过程中的动态变化及其多重生物学功能。它不仅是一个潜在的衰老生物标志物,更可能发展为一种安全有效的抗衰老营养补充剂或药物候选分子。
目前已有研究表明,瓜氨酸具有良好的口服吸收能力和安全性,未来有望应用于:慢性炎症相关疾病的干预,神经退行性疾病预防,代谢综合征的辅助治疗,健康老龄化管理。
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这项来自中科院的研究不仅让我们重新认识了“吃瓜”的意义,更为人类对抗衰老提供了新的科学路径。也许不久的将来,我们可以通过日常饮食中适量摄入富含瓜氨酸的食物,如西瓜、冬瓜、南瓜等,来帮助身体更好地应对岁月带来的挑战。
正如研究人员所说:“瓜氨酸或许不是‘长生药’,但它可能是通往健康长寿之路的一把钥匙。”
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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