Artocarpus lacucha提取物在SH-SY5Y细胞中的神经保护作用及其对秀丽隐杆线虫寿命延长的影响

《Industrial Crops and Products》：Neuroprotective activities of Artocarpus lacucha extract in SH-SY5Y cells and the effect on lifespan extension in Caenorhabditis elegans

本文评估了泰国人心果（Artocarpus lacucha）乙醇提取物（AE）的抗氧化、抗炎、神经保护和抗衰老活性。结果显示，AE富含oxyresveratrol（约45%），具有显著抗氧化活性（DPPH IC50=4.55 μg/mL，ABTS IC50=2.13 μg/mL），抑制LPS诱导的巨噬细胞NO生成（IC50=12.17 μg/mL），并保护SH-SY5Y神经元细胞免受H2O2和Aβ25–35损伤。在C. elegans模型中，AE以25和50 μg/mL浓度显著延长寿命（+29.33%和+20.64%），并增强对热、紫外线和氧化应激的抵抗。这些发现为AE作为老年化和阿尔茨海默病潜在治疗剂的机制研究提供了依据。

　　### 一、研究背景与意义

随着全球人口老龄化趋势的加剧，阿尔茨海默病（Alzheimer's disease, AD）作为一种与年龄密切相关的神经退行性疾病，正成为医学界关注的重点。AD不仅严重影响患者的生活质量，还对家庭和社会带来沉重的负担。该疾病的主要特征包括记忆丧失、认知功能下降以及神经元的死亡，其发生与多种病理机制相关，如氧化应激、慢性炎症和细胞修复功能障碍等。氧化应激被认为是AD发病的重要因素之一，它是由活性氧（Reactive Oxygen Species, ROS）与抗氧化防御系统之间的失衡所导致的。在AD的病理过程中，β-淀粉样蛋白（Amyloid-β, Aβ）的异常积累会进一步加剧氧化应激，从而引发神经元的损伤和凋亡。

鉴于AD与衰老的密切关联，寻找能够同时改善神经功能和延缓衰老的天然物质成为当前研究的热点。植物来源的天然产物因其丰富的生物活性成分，尤其是在多酚类物质中，具有显著的抗氧化、抗炎、神经保护及抗衰老潜力。近年来，越来越多的研究聚焦于从传统草药中提取具有生物活性的化合物，以期开发新的治疗策略。其中，*Artocarpus lacucha*（俗称“猴杰”或“马哈特”）作为一种在东南亚地区广泛使用的传统植物，其木质部分富含多种生物活性成分，尤其是氧二氢化苯（Oxyresveratrol, OXY）。OXY是一种天然的类黄酮衍生物，与常见的白藜芦醇（Resveratrol）类似，具有较强的抗氧化、抗炎、抗菌、神经保护和美白效果。因此，研究*Artocarpus lacucha*提取物（AE）在AD和衰老中的作用，具有重要的科学价值和应用前景。

### 二、研究方法与过程

为了评估AE的生物活性，研究团队采用了多种实验方法，包括抗氧化活性检测、炎症反应抑制、神经保护效果评估以及延缓衰老的能力测试。这些实验分别在细胞模型和线虫模型中进行，以确保研究结果的全面性和可靠性。

在抗氧化活性方面，研究团队通过DPPH（1,1-二苯基-2-三硝基苯肼）和ABTS（2,2-联氮-二(3-乙基-巴比妥酸)）自由基清除实验来评估AE的抗氧化能力。这两种方法是常用的体外抗氧化活性检测手段，能够反映提取物对自由基的清除效率。实验结果显示，AE在DPPH和ABTS实验中均表现出显著的抗氧化活性，且其主要成分OXY的清除能力更强。

在炎症反应的检测中，研究团队选择了RAW 264.7细胞作为模型。该细胞系是研究炎症反应的常用工具，能够模拟巨噬细胞在脂多糖（LPS）刺激下的NO（一氧化氮）生成情况。通过Griess试剂盒检测NO的浓度变化，研究团队发现AE能够显著抑制LPS诱导的NO生成，且其效果具有浓度依赖性。这一结果表明，AE可能通过抑制炎症因子的释放，发挥抗炎作用。

在神经保护方面，研究团队使用了SH-SY5Y细胞作为模型，该细胞系可以分化为类似神经元的细胞，适用于AD相关研究。实验分别测试了AE对H?O?（过氧化氢）和Aβ?????（β-淀粉样蛋白片段）诱导的细胞毒性的影响。通过MTT比色法评估细胞活力，结果显示AE在一定浓度范围内能够有效缓解H?O?和Aβ?????引起的细胞损伤，从而表现出神经保护潜力。

此外，为了评估AE的抗衰老作用，研究团队采用线虫模型*Caenorhabditis elegans*（秀丽隐杆线虫）。线虫因其短生命周期和保守的衰老相关通路，成为研究衰老机制和抗衰老物质的理想模型。研究团队在不同浓度的AE处理下，观察了线虫的寿命、身体长度和繁殖能力的变化。结果显示，AE在25和50 μg/mL浓度下能够显著延长线虫的寿命，同时提高其对热、紫外线和氧化应激的抵抗能力。然而，当浓度升至100 μg/mL时，AE对线虫的寿命产生了负面影响，表明其作用具有剂量依赖性。

### 三、研究结果与分析

#### 1. 提取与化学成分分析

研究团队首先对*Artocarpus lacucha*的木质部分进行了乙醇提取，并通过薄层色谱（TLC）、核磁共振（NMR）和高效液相色谱（HPLC）等技术对提取物的化学成分进行了分析。结果显示，AE中含有丰富的OXY，其含量约为45%。TLC分析表明，提取物中含有两种主要成分，其保留因子（Rf值）分别为0.25和0.55，这与OXY的标准样品一致。NMR分析进一步确认了OXY的结构特征，包括两个烯烃质子和三个芳香质子的信号。HPLC分析显示，OXY在提取物中的占比为45%，表明其是AE的主要活性成分之一。

#### 2. 抗氧化活性

在DPPH和ABTS自由基清除实验中，AE表现出显著的抗氧化能力。其中，DPPH的IC??值为4.55 μg/mL，ABTS的IC??值为2.13 μg/mL。相比之下，OXY的IC??值更低，分别为1.66 μg/mL（DPPH）和0.83 μg/mL（ABTS），表明OXY在抗氧化方面比AE更具优势。这些结果表明，AE的抗氧化活性主要来源于其丰富的OXY含量，同时也可能含有其他具有抗氧化作用的多酚类物质。

#### 3. 抑制NO生成

在LPS刺激的RAW 264.7细胞中，AE能够显著抑制NO的生成，其IC??值为12.17 μg/mL。相比之下，OXY的抑制效果更强，其IC??值为7.93 μg/mL。NO的生成与炎症反应密切相关，抑制NO的生成可能有助于减少炎症因子的释放，从而缓解炎症反应。这一结果表明，AE具有一定的抗炎潜力，可能通过抑制iNOS（诱导型一氧化氮合酶）的表达来实现。

#### 4. 神经保护作用

在SH-SY5Y细胞中，AE表现出显著的神经保护作用。在H?O?诱导的细胞毒性实验中，AE在6.25–25 μg/mL浓度范围内能够显著提高细胞活力，恢复至约80%。而在Aβ?????诱导的毒性实验中，AE在6.25–12.5 μg/mL浓度范围内能够改善细胞活力，但当浓度升至25 μg/mL时，其保护作用减弱。这一结果表明，AE对Aβ?????诱导的细胞毒性具有一定的抵抗能力，但其效果可能受到剂量的影响。

#### 5. 抗衰老与环境应激抵抗力

在*Caenorhabditis elegans*模型中，AE在25和50 μg/mL浓度下显著延长了线虫的寿命，分别延长了29.33%和20.64%。同时，AE还提高了线虫对热、紫外线和氧化应激的抵抗力。在热应激实验中，50 μg/mL的AE使线虫的平均寿命延长了10.16%，而在紫外线应激实验中，25和50 μg/mL的AE分别使线虫的平均寿命延长了60.06%和48.06%。在氧化应激实验中，AE在25和50 μg/mL浓度下分别使线虫的平均寿命延长了51.85%和107.41%。这些结果表明，AE可能通过增强线虫的抗氧化防御系统，提高其对环境应激的抵抗力，从而延缓衰老过程。

### 四、讨论与研究意义

AE的多种生物活性表明，其在抗衰老和神经保护方面具有广阔的潜力。OXY作为AE的主要成分，可能通过多种机制发挥作用，包括抗氧化、抗炎和抗神经毒性等。这些作用不仅有助于延缓衰老，还可能对AD的治疗产生积极影响。

在细胞层面，AE的抗氧化活性能够有效清除自由基，减少氧化应激对细胞的损伤。这一特性使其在对抗与衰老相关的氧化损伤方面具有重要意义。此外，AE对NO生成的抑制作用表明其具有抗炎潜力，这可能对AD的炎症反应起到一定的缓解作用。在神经保护方面，AE能够显著改善SH-SY5Y细胞在H?O?和Aβ?????诱导下的细胞活力，这表明其在对抗神经退行性疾病方面具有潜在的应用价值。

在*Caenorhabditis elegans*模型中，AE表现出显著的抗衰老效果，特别是在25和50 μg/mL浓度下。这可能与AE激活的sir-2.1和aak-2等与寿命相关的通路有关。这些通路在调节细胞衰老和应激反应中起着关键作用，其激活可能有助于延长寿命并提高生存质量。然而，当AE的浓度升至100 μg/mL时，其对线虫的寿命产生了负面影响，这提示在使用AE时需要考虑剂量的合理性，以避免毒性反应。

此外，AE对线虫运动行为的影响也值得关注。在成虫阶段，AE能够改善线虫的运动能力，特别是在25和50 μg/mL浓度下，能够延缓运动能力的下降。这一结果进一步支持了AE在抗衰老和改善整体健康状态方面的潜力。然而，高剂量的AE可能导致线虫运动能力的下降，这可能与其毒性作用有关，提示需要进一步研究AE的剂量效应关系。

### 五、研究结论与未来展望

综上所述，AE富含OXY，表现出显著的抗氧化、抗炎、神经保护和抗衰老特性。其在细胞模型中能够有效缓解氧化应激和Aβ?????诱导的神经毒性，同时在*Caenorhabditis elegans*模型中表现出延长寿命和增强环境应激抵抗力的能力。这些结果表明，AE具有作为天然抗衰老和神经保护剂的潜力。

然而，AE的剂量效应关系仍需进一步研究。在较高浓度下，AE可能对线虫产生毒性作用，这提示在开发AE相关产品时，需要优化剂量和给药方式，以确保其安全性和有效性。此外，尽管AE在体外和体内模型中表现出良好的生物活性，但其作用机制仍需深入探讨。例如，OXY如何通过激活sir-2.1和aak-2等通路来延缓衰老，以及AE中的其他成分是否也参与其中。

未来的研究应聚焦于AE的分子机制，包括其抗氧化、抗炎和神经保护的具体途径。此外，还需要评估AE在哺乳动物模型中的效果，以验证其在更高生物系统中的潜力。同时，开发AE的制剂形式，如口服制剂或注射剂，也是推动其临床应用的重要步骤。通过这些研究，有望将AE从实验室研究推向实际应用，为抗衰老和AD的治疗提供新的思路和方法。

### 六、研究团队与资金支持

本研究由来自泰国纳黎萱大学药学院的科研团队完成，团队成员包括Phongphan Jantaharn、Thanet Sornda、Nanteetip Limpeanchob、Tasana Pitaksuteepong、Warisa Tojaroen、Krongkarn Chootip、Shirui Mao、Jarupa Viyoch、Neti Waranuch等。这些研究人员在实验设计、数据分析和论文撰写等方面发挥了重要作用，为本研究的顺利完成提供了坚实的基础。

研究资金来源于泰国纳黎萱大学的多个项目，包括“人类资源与机构发展、研究与创新计划”（PMU-B）和“全球与前沿研究大学基金”。这些资金支持使得研究团队能够进行系统的实验设计和数据分析，为AE的生物活性评估提供了充分的资源保障。

### 七、总结

本研究通过一系列实验，揭示了*Artocarpus lacucha*乙醇提取物（AE）在抗氧化、抗炎、神经保护和抗衰老方面的潜力。AE的主要活性成分OXY在多种实验中表现出显著的生物活性，尤其是在对抗氧化应激和Aβ?????诱导的神经毒性方面。此外，AE在*Caenorhabditis elegans*模型中表现出延长寿命和增强环境应激抵抗力的能力，表明其可能具有广泛的抗衰老效应。

然而，研究也发现AE的作用具有剂量依赖性，高剂量可能产生毒性反应。因此，在未来的研究中，需要进一步优化AE的使用剂量，以确保其安全性和有效性。同时，研究团队还应深入探讨AE的分子机制，以明确其抗衰老和神经保护的具体作用途径。这些研究不仅有助于理解AE的生物活性，还可能为开发新型抗衰老和神经保护药物提供理论依据和实验基础。