隨著年齡的增長，器官功能逐漸退化，這與神經退行性疾病的發病率增加緊密相關。線粒體功能障礙被認為是這一過程中的關鍵因素。隨著年齡增長，肺功能減退、貧血和微循環障礙導致組織氧氣供應不足，引發慢性缺氧并加劇線粒體功能障礙，從而促進神經退行性疾病的進展。
藏紅花素（crocetin）是一種天然化合物，具有改善線粒體功能的潛力。近日，印度中西醫結合研究所Ajay Kumar研究團隊在ACS Pharmacology & Translational Science發表了題為Crocetin Delays Brain and Body Aging by Increasing Cellular Energy Levels in Aged C57BL/6J Mice的研究論文，發現藏紅花素通過增加氧氣擴散改善了老年小鼠的線粒體功能，提升了記憶、協調性和能量水平，并且延長了小鼠的壽命。
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研究發現，藏紅花素通過增加氧氣擴散，有效改善了老年小鼠的線粒體功能，提升了它們的記憶、協調性和能量水平，并延長了壽命。對老年小鼠進行為期四個月的藏紅花素治療后，結果顯示小鼠的記憶行為和運動能力得到了顯著改善。治療組在空間記憶測試中表現更佳，找到食物的時間更短，停留在誘餌臂的時間更長，并減少了錯誤進入非誘餌臂的次數。
此外，藏紅花素治療組在開放場地測試中活動更頻繁，移動距離和速度增加。藥代動力學研究表明，藏紅花素在腦內濃度較低，且無累積現象。整體上，藏紅花素有效改善了老年小鼠的認知和運動功能。
圖1. 老年小鼠在用藏紅花素長期治療 4 個月后，腦功能有顯著改善
為了探究藏紅花素對小鼠記憶行為的分子機制，研究人員對小鼠海馬體進行了全轉錄組測序。結果顯示，藏紅花素治療引起了顯著的基因表達變化，包括上調BDNF、GBBR2、GAD2和DROSHA等與改善腦功能和行為相關的基因，下調HCK、AMIGO3、TOP1MT和LCP1等基因。線粒體電子傳遞鏈（ETC）相關基因顯著上調，進一步支持了藏紅花素改善腦功能的分子機制。
進一步的線粒體基因組分析表明，藏紅花素并未改變老年小鼠線粒體基因組中的單核苷酸多態性（SNPs）或插入缺失（InDels），顯示其抗衰老效果并不依賴于基因組穩定性變化。
圖2. 藏紅花素對老年小鼠腦細胞中電子傳遞鏈的影響
研究還發現，藏紅花素在缺氧條件下可以降低星形膠質細胞中HIF1α的表達，表明其有助于改善細胞的氧氣供應，減少氧化應激。藏紅花素處理老年星形膠質細胞后，線粒體膜電位和線粒體內膜蛋白ND5和ND6的表達增加，同時提升了NAD+和ATP水平。這些結果表明，藏紅花素能夠增強線粒體功能，恢復細胞能量代謝狀態。
此外，藏紅花素長期治療不僅提高了心臟、腎臟、肺部和肝臟的ATP和NAD+水平，還顯著提升了這些器官的代謝率。雖然沒有發現顯著的生化和血液學變化（除血小板計數外），但藏紅花素治療改善了小鼠的神經肌肉協調性和抓握力。并且，最顯著的是，藏紅花素延長了小鼠的中位生存時間，從744天延長至876天，增加了17.7%。
圖3. 藏紅花素治療改變了老年小鼠的海馬基因譜，使其更接近未治療的年輕小鼠
圖4. 藏紅花素上調了身體其他重要器官的能量水平，并提高了雄性小鼠的中位壽命
綜上所述，藏紅花素通過增加氧氣擴散恢復線粒體功能，顯著改善了老年小鼠的記憶、協調性和能量水平，并延長了壽命。基因分析顯示，藏紅花素通過上調與氧化磷酸化（OXPHOS）相關的基因來提升腦能量，且長期使用未引起氧化應激。上述結果表明，藏紅花素有望用于延緩衰老和治療相關疾病。
文章來源：生物谷
