用现代医学生物学手段解开中药杜仲延年益寿的潜在机制

近日，我院赵善廷教授领衔的神经生物学团队在中药杜仲功效研究方面取得新进展，他们发现杜仲具有显著的抗衰老作用，并阐明了其潜在机制。研究成果以“Eucommia Polysaccharides Ameliorate Aging-Associated Gut Dysbiosis: A Potential Mechanism for Life Extension in Drosophila”在《International Journal of Molecular Science》杂志上发表。博士研究生魏晶晶和硕士研究生李秀娟为本文共同第一作者，赵善廷教授、柴学军教授（西安医学院）为本文的共同通讯作者。

杜仲是我国特有树种，其树皮为名贵中药材，在中国最早的中医药典“神农百草经”中就有杜仲“久服，轻身耐老”的记载。杜仲在中医临床中应用非常广泛，其中古代中医药典籍中记载含有杜仲的中药方多达百余个，主要用于治疗腰酸腿疼和保胎，近代也用于治疗高血压和骨质疏松，但关于杜仲抗衰老的功能及机制尚无人研究。赵善廷教授的团队将杜仲应用于抗衰老方面的研究，取得了突破性成果。

在该研究中，赵善廷教授团队利用果蝇这一国际上通用的研究寿命和衰老的动物模型（图A），应用行为学、蛋白质组学、肠道微生物组学和生物信息学等先进的医学生物学技术方法，深入系统地研究了杜仲抗衰老的作用及其机制，发现杜仲多糖具有显著的抗衰老作用，能明显延长果蝇的寿命，并且发现杜仲多糖主要是通过调节肠道菌群稳态和抑制氧化应激反应发挥其抗衰老及延寿作用的。

给果蝇培养基添加不同浓度的杜仲多糖后，他们发现2%及4%杜仲多糖均能够显著延长果蝇寿命，其中4%杜仲多糖延寿作用更佳，约延长果蝇寿命20%左右（图B）。除延长寿命外，杜仲多糖还能够显著增强老年果蝇的运动能力并著提高老年雌性果蝇的繁殖能力（图C、D）。蛋白质组学结果显示，蛋白质表达在年轻果蝇和老年果蝇之间有明显的差异，而饲喂杜仲多糖后老年果蝇的蛋白质数据更接近年轻果蝇，相比年轻果蝇，正常对照组老年果蝇的Keap1-Nrf2通路相关蛋白明显下调，而杜仲多糖干预的老年果蝇中这些蛋白显著上调。DHE染色结果所示，与年轻果蝇相比，正常对照组老年果蝇的大脑和肠道中ROS显著增加，杜仲多糖处理后，老年果蝇的大脑和肠道中的ROS水平显著下降。正常对照组老年果蝇体内的SOD和GSH-Px活性明显低于年轻果蝇。经过杜仲多糖处理后，老年果蝇体内的SOD和GSH-Px活性显著升高（图E），因此，杜仲多糖可以减轻果蝇与年龄相关的氧化应激反应。应用生物信息学分析肠道菌群结果发现年轻果蝇和老年果蝇肠道菌群β多样性存在显著差异，经杜仲处理的老年果蝇的肠道菌群组成在一定程度上挽救了肠道微生物群落中与年龄相关的紊乱（图F）。

该研究首次证明杜仲具有明显的抗衰老作用，并阐明了其潜在机制。该成果一方面为将杜仲开发成延年益寿的功能性保健食品提供了理论基础和实验依据，另一方面也为研究中药的作用机制提供了新思路。

该研究得到了中国科技部政府间重点合作专项（2018YFE0127000）和日本杜仲研究会研究助成（K4030220524）的研究资助。

原文链接：https://www.thno.org/v12p3637.htm.