English

Antioxidants:天然非营养增甜剂莱鲍迪苷A增强秀丽隐杆线虫的抗氧化应激能力并延长其寿命和健康

2021年2月,中科院遗传发育所、常州中科脂典的相关研究人员在《Antioxidants》(IF: 5.01)上发表了题为“Rebaudioside A Enhances Resistance to OxidativeStress and Extends Lifespan and Healthspan in Caenorhabditis elegans”的研究论文,揭示了Reb A对线虫健康寿命的影响,并使用转录组学和脂质组学方法研究了Reb A延长线虫寿命和影响脂质代谢的潜在机制

亮点概述:

  • Reb A处理的线虫中,脂质存储量以及PA和多不饱和PI的含量显着降低

  • Reb A处理可延长秀丽隐干线虫的寿命并保持更年轻的生理状态。

  • Reb A进行处理还可以显着降低线虫的ROS水平并增强其对急性氧化应激的抵抗力。

  • Reb A可以通过在分子水平上抑制TOR和PI3K / Akt信号通路来激活自噬。

研究背景:

近年来,含有“零卡”标签的饮料和食品大量的涌入市场。例如“零度可乐”,使用非营养增甜剂(NNSs)—阿斯巴甜,替换传统的甜味剂蔗糖以降低可乐的能量。由于NNSs可以控制能量的摄入,因此也常作为糖尿病患者的食物增甜剂。莱鲍迪苷A(Reb A)作为一种天然NNS,已被发现具有多种有益的生物学功能,例如抗炎症,抗纤维化和减少肝细胞甘油三酯含量等。然而Reb A对生理衰老以及模型生物健康和寿命的影响尚不清楚。

自由基老化假说提出,侵犯细胞和组织的氧化损伤可能导致老化。活性氧(ROS)被认为是有氧呼吸的有害副产物,过量积累会引起氧化损伤,加速年龄依赖性疾病的发展。脂质,特别是多不饱和脂肪酸(PUFAs),容易受到ROS的侵袭,脂质过氧化在细胞内衰老中起重要作用。哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)途径整合了来自生长因子和营养物质的信号,以促进细胞代谢从分解代谢转变为合成代谢,从而促进细胞生长和细胞周期进展。

研究人员用秀丽隐杆线虫作为研究模型,研究Reb A对线虫衰老过程中几种生理表型变化的影响。通过检测咽部抽动速率和脂褐素积累这两个线虫衰老标志,以及通过绘制线虫生命曲线发现,Reb A可以延缓线虫的衰老并延长其寿命。此外,添加Reb A增加咽部抽动、游泳运动和渗透回避行为,说明Reb A可以增强线虫的健康。

Reb A延长了秀丽隐杆线虫的寿命 

由于线虫寿命的延长与暴露于不同应激源下的存活率密切相关,接下来,研究人员探究了添加Reb A是否改变线虫抵御热应激和氧化应激的能力。实验结果表明,Reb A处理后没有增强线虫热休克的抗性,但是能缓解由百草枯引起的秀丽隐杆线虫的急性氧化应激,并且减少氧化应激条件下线虫体内的ROS。因此Reb A除了延缓衰老外还拥有抗氧化的生物学功能。

随后,研究人员探究了Reb A延长线虫寿命的机制,在转录组学分析中,对照组和Reb A处理中的差异表达基因(DEGs)富集于mTOR信号通路。随后使用qPCR进一步验证,发现在Reb A处理后,与CeTOR和PI3K/Akt信号通路相关基因的表达受到抑制,而自噬相关基因和长寿相关基因的表达增加。因此,Reb A可能通过在分子水平上抑制TOR和PI3K/Akt信号通路激活自噬而延长线虫的寿命。

Reb A抑制了CeTOR信号通路

qPCR结果表明,在Reb A处理组中,脂质去饱和酶相关基因fat-5和脂质分解相关基因lips-17的表达均显着增加,并且已有研究发现Reb A处理减少肝细胞种甘油三酯的含量。研究人员随即检查了Reb A处理对秀丽隐杆线虫中脂质积累的影响,结果表明,Reb A处理可降低线虫的脂质存储。此外,脂质组学研究发现, Reb A改变了秀丽隐杆线虫的磷脂谱, Reb A处理后磷脂酸(PAs)水平的降低可能表明用于中性脂质下游生物合成的脂质中间体的供应减少,而磷脂酰肌醇(PIs)的降低可能表明PI3K信号通路的干扰。

Reb A影响线虫脂质代谢的改变

总而言之,该研究系统地表明,天然的非营养性甜味剂Reb A可以延长寿命,增强抗氧化性,并改善秀丽隐杆线虫体内的脂质代谢,这为未来研究探索Reb A替代人类食品和饮料中的热量糖的潜在医学和有益作用奠定了基础。


收藏