近期,Xin Meng等人在《Journal of Ethnopharmacology》上在线发表了一项研究成果。该研究发现,五味子中的木脂素可通过激活 Nrf2/FPN1 信号通路和调节铁水平来改善阿尔茨海默病的认知障碍并缓解铁死亡。
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五味子可有效抑制铁死亡
这项研究基于 SAMR1/SAMP8 小鼠模型以及 Erastin 诱导的 HT22 细胞系,检查五味子木脂素(SCL )对阿尔茨海默病(AD)铁死亡的影响。
研究结果发现,SLC能够抑制AD模型小鼠脑内的铁死亡,并对Erastin诱导的HT22细胞铁死亡起到部分保护作用,其中 Nrf2/FPN1 信号通路起着至关重要的作用。具体表现为:使用 SCL 治疗可减轻 AD 模型小鼠的认知功能障碍,减少 p-Tau 和神经元丢失。此外,SCL 给药可减轻氧化应激并维持相对完整的线粒体脊和膜,降低 TFR 和 DMT1 蛋白表达,并上调 FTH1。SCL 抑制了 Erastin 诱导的 HT22 细胞铁死亡,促进 Nrf2 核转位并上调 FPN1、SLC7A11 和 GPX4 蛋白表达,同时降低 FACL4。SCL 对铁死亡的改善与 Nrf2/FPN1 信号通路的调节有关。
铁死亡是一种新型的程序性细胞死亡,主要由细胞内铁过载、活性氧生成、以及生物分子(丙二醛、谷胱甘肽)失衡引起。铁死亡过程的关键调节因子之一是FPN1,它不仅在铁稳态中发挥重要作用,而且与AD的病理机制密切相关。此前有研究发现,敲除小鼠脑神经元中的FPN1会导致小鼠认知能力下降和铁死亡。用铁死亡抑制剂治疗或过表达FPN1可以逆转这些影响。此外,Nrf2作为一种必需的转录因子,在协调抗氧化反应中起着至关重要的作用。五味子中的木脂素可以通过调节Nrf2介导的抗氧化途径来减轻急性氧化应激导致的神经损伤。同时,Nrf2在调节铁稳态中起着重要作用,它调节SLC7A11和GPX4的表达,从而抑制脂质过氧化的积累。
我国重要的“上品药材”
五味子是五味子科植物五味子[Schisandra chinensis ( Turcz. ) Baill.]的干燥成熟果实,俗称山花椒、药五味等。五味子果肉、果皮甘甜微酸,果核味辛、苦,果实整体带有咸味,因而得名五味子。五味子始载于《神农百草经》,被誉为“上品药材”,它是补肾健脑的传统中药,被广泛用于改善健忘症、痴呆等疾病。
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根据产地不同,人们将主产于东北地区的木兰科多年生木质藤本植物五味子习称为“北五味子”,将产于西南地区及长江流域以南各省的华中五味子称为“南五味子” 。据李时珍《本草纲目》所记载“五味子今分南北,南产者色红,北产者色黑,入药必用北产者乃良”。五味子也被认为是一种天然适应原,它可以改善肝功能并增加能量,从而提高耐力和协调性。
在我国,原卫生部于2002年公布的《可用于保健食品的物品名单》中,五味子是其中一员。
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五味子的诸多功效
五味子中发挥药理作用的化学成分主要是多糖类、木脂素类、挥发油类、三萜化合物以及有机酸等。现代研究表明,除了改善认知外,五味子还具有降低血糖、保肝护肝及促进机体免疫的作用,在心血管类疾病和增强免疫力等方面具有广阔的应用前景,是药品和食品的优质原料。
改善糖尿病:五味子中的木脂素会影响与 MDA、GSH、ROS 和 GPX4 相关的关键通路。例如,它可以通过调节关键分子(例如 SLC7A11 和 GPX4)的表达来减轻糖尿病肾病模型细胞中的氧化应激,从而减少铁死亡的发生。
护肝:肝脏中慢性过量脂质蓄积会导致非酒精性脂肪性肝病 (NAFLD) 的发展。研究表明,五味子水提取物可降低肝脏甘油三酯、总胆固醇和葡萄糖含量,并改善正常和高胆固醇血症小鼠中非诺贝特 (PPARα 激动剂) 损伤的肝脏的 ALT (丙氨酸氨基转移酶) 释放。五味子乙醇提取物可减弱棕榈酸和油酸诱导的人肝癌 HepG2 细胞中的脂质蓄积。另外五味子浆果乙醇提取物通过抑制总赖氨酸乙酰化来抑制组蛋白乙酰转移酶 (HAT),从而改善脂质蓄积 。
保护骨关节:骨关节炎 (OA) 是一种常见的关节疾病。五味子的乙醇提取物在碘乙酸钠 (MIA) 诱发的 OA 大鼠模型中表现出对软骨退化的保护作用。这种保护作用表现为炎性细胞因子和肿瘤坏死因子-α (TNFα) 的产生减少,诱导型一氧化氮合酶和环氧合酶-2 的表达受到抑制,基质金属蛋白酶-13、软骨寡聚基质蛋白和 II 型胶原 C 端肽的水平增加。
抗衰老:研究表明,饮食中添加五味子乙素可改善 C57BL/6J 小鼠各组织中与年龄相关的线粒体抗氧化功能损伤,这表明五味子乙素可通过改善线粒体功能来提高衰老个体的存活率。用富含五味子木脂素的饮食喂养 D-半乳糖诱导的加速衰老大鼠,可表现出 15 种抗衰老机制生物标志物的表达。这些标志物涉及能量、氨基酸、脂质和磷脂代谢,在停止补充五味子木脂素后,几乎所有标志物都恢复到了对照水平。
五味子的市场分析
Verified市场数据显示,2023 年五味子提取物市场规模价值为 532.3 亿美元,预计到 2030 年将达到 749.3 亿美元,在 2024 年至 2030 年预测期内的复合年增长率为 4.83% 。当前,由于五味子显著的药用和保健功效,其野生资源遭到大肆采挖,现在已然成为国家三级重点保护药用植物品种。