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为解决姜黄素口服生物利用度低问题,研究人员开展经皮姜黄素对衰老和高血压影响研究,发现其可改善健康指标,意义重大。
# 经皮姜黄素:衰老干预研究的新曙光
在岁月的长河中,衰老一直是人们关注的焦点。随着科学技术的不断进步,对衰老机制的研究逐渐深入, geroscience(老年科学)应运而生,为延缓衰老的药物研发开辟了新道路。众多天然化合物被寄予厚望,其中姜黄素备受瞩目。姜黄素(curcumin)是一种源自姜黄的古老天然多酚植物化学物质,在预防和治疗与慢性炎症相关的衰老疾病方面潜力巨大,它能调节多种信号通路,发挥抗炎、抗氧化和促进代谢的作用。然而,口服姜黄素却面临着诸多困境,其口服生物利用度低,在肠道吸收差,还会被肠道微生物和肝脏代谢,导致在人体试验中难以取得理想效果。
为了突破这一瓶颈,来自美国阿尔伯特?爱因斯坦医学院(Albert Einstein College of Medicine)等机构的研究人员展开了一项意义非凡的研究。他们旨在探究一种新型溶剂型浓缩姜黄素制剂(VASCEPTOR?)经皮给药的效果,该研究成果发表在《GeroScience》上。
研究人员在此次研究中运用了多种关键技术方法。实验动物方面,选用了不同品系的小鼠和大鼠。通过药代动力学(Pk)研究,对比经皮和口服给药后姜黄素在体内的吸收、分布等情况;采用多种实验方法评估动物的身体功能,如平衡木测试评估运动协调性、跑步机测试评估耐力等;利用超声心动图检测心脏功能;通过 RNA 分离和表达、组织 NAD+和 NADH 定量、8 - 羟基 - 2'- 脱氧鸟苷(8-OHdG)检测等技术,分析组织中的基因表达和相关物质含量变化;还进行了 L-NAME 挑战实验,评估药物对血管健康和血压的影响 。
研究结果表明:
- 经皮姜黄素的药代动力学优势:经皮给予 VASCEPTOR? 后,姜黄素在小鼠血浆和血细胞中迅速达到可检测水平,且在给药后 330 分钟仍可检测到。在大鼠实验中,口服给药无法检测到姜黄素,而经皮给药 30 - 60 分钟后即可检测到,部分动物在给药后 360 分钟仍能检测到,这充分显示了经皮给药在药代动力学方面的优越性。
- 改善健康跨度:对 20 个月大的雄性 CB6F1 小鼠进行为期 12 周的经皮 VASCEPTOR? 干预后,与对照组相比,小鼠体重略有下降(但差异不显著)。在身体功能方面,VASCEPTOR? 治疗的小鼠在平衡木测试中表现更好,滑倒次数减少;跑步机测试中运动能力显著提高;虚弱指数明显降低。在认知和行为方面,经 VASCEPTOR? 治疗的小鼠在 1 天箱式迷宫测试中,逃离潜伏期更短,错误次数更少;在零迷宫测试中,在开放臂停留时间增加,焦虑水平降低(虽差异未达显著水平,但有改善趋势)。
- 对心血管功能的影响:超声心动图研究发现,VASCEPTOR? 治疗虽对心脏射血分数、缩短分数和心率等参数无显著影响,但在舒张期,可显著降低左心室容积(LV Vol)和左心室内径(LVID),增加左心室后壁厚度(LVPW)。同时,能显著抑制心肌中与肥大相关的早期胎儿基因表达,如脑钠肽(bnp)、心房肌球蛋白重链(amhc)、β- 肌球蛋白重链(Bimhc)、肌浆网 / 内质网钙 ATP 酶 2a(Serca2a)和骨骼肌肌动蛋白等,还降低了编码磷蛋白(plb)的基因表达,但对心肌中 NAD+浓度和 8-OHdG 水平无影响。
- 调节多组织衰老相关标记物表达:在心脏、肾脏、肝脏、肺和大脑皮层等多种组织中,VASCEPTOR? 能调节与衰老相关的转录本表达。在心脏中,显著降低 p16 和白细胞介素 - 1(il-1)表达,增加生长分化因子 11(gdf11)表达;在肝脏中,增加生长分化因子 15(gdf15)表达,降低白细胞介素 6(il6)表达;在肾脏中,降低白细胞介素 11(il11)和 il6 表达;在肺中,降低肿瘤坏死因子 α(tnfa)表达。
- 恢复高血压大鼠血压:在 L-NAME 诱导的高血压大鼠模型中,VASCEPTOR? 预防性给药 2 周后,在 L-NAME 停药后,治疗组大鼠收缩压(SBP)在第 7 天和第 14 天恢复正常,舒张压(DBP)恢复速度也比对照组快,这表明经皮姜黄素对高血压具有治疗潜力。
研究结论和讨论部分指出,经皮给药的 VASCEPTOR? 在循环系统中的生物利用度优于口服给药,能有效改善高血压大鼠的血管功能和老年小鼠的健康跨度指标,且每周两次给药未观察到明显不良反应。这一研究为姜黄素的应用开辟了新途径,也为其他因口服吸收不良而受限的天然化合物提供了借鉴,有望通过经皮给药策略开发更多有效的衰老干预疗法。同时,研究也存在一定局限性,如仅对雄性小鼠进行研究,未来需进一步探索经皮姜黄素对雌性小鼠的影响,以及优化给药方案、评估在不同年龄段和性别的药代动力学特性等。尽管如此,这项研究为延缓衰老和治疗与衰老相关疾病带来了新希望,推动了老年科学领域的发展,为开发更有效的老年疗法奠定了坚实基础。