抗衰老新突破：灵芝酸A助力延长健康寿命的秘密

随着人口老龄化加剧，衰老相关功能衰退和疾病已成为全球公共卫生挑战。细胞衰老作为驱动机体衰老和疾病的核心机制，其特征为细胞周期停滞、抗凋亡及分泌衰老相关分泌表型（SASP）。尽管已有多种抗衰老策略（如雷帕霉素、衰老细胞清除剂）被提出，但其靶向性、毒性及疗效局限性仍需突破。2025年2月由华中科技大学同济医学院唐玉涵团队发表在《Nature Communications》（最新影响因子/中科院分区：14.7/1区TOP）题为“High-content screening identifies ganoderic acid A as a senotherapeutic to prevent cellular senescence and extend healthspan in preclinical models”的研究通过高通量筛选平台，从天然产物库中鉴定出灵芝的主要活性成分灵芝酸A（ganoderic acid A, GAA），发现其具有广谱抗衰老活性，并通过多物种模型（线虫、早衰小鼠、自然衰老小鼠和肥胖小鼠）系统验证了其延长健康寿命、改善衰老相关表型的能力。机制研究表明，GAA通过靶向核糖体生物发生关键因子TCOF1维持核糖体稳态，从而抑制衰老相关信号通路。该研究为开发低毒性、广谱性抗衰老药物提供了新思路。

亮点

1. 高通量筛选技术创新：构建多维度衰老表型评估模型（SA-β-Gal、核面积、增殖能力等），结合跨物种（人源细胞、线虫、小鼠）和跨诱导方式（复制衰老、氧化应激、基因毒性）验证体系，提升筛选效率和可靠性。
2. 广谱抗衰老活性：GAA在10种不同来源的衰老细胞模型中均显著抑制衰老标志物，且在自然衰老线虫中延长寿命达26%，效果媲美雷帕霉素。
3. 低毒性优势：GAA在年轻细胞和肿瘤细胞中未诱导异常增殖，长期干预小鼠未见肝肾毒性，安全性优于经典senolytics（如Dasatinib/Quercetin）。
4. 机制突破：首次揭示GAA通过直接结合TCOF1并稳定其磷酸化，维持核糖体生物发生和翻译功能，从核糖体稳态角度解析衰老调控新机制。

背景补充

1) Senolytics

Senolytics 是一类能够选择性诱导衰老细胞凋亡的小分子化合物或药物组合，其核心机制是通过靶向衰老细胞中过度表达的“抗凋亡通路”（senescent cell anti-apoptotic pathways, SCAPs），解除衰老细胞对凋亡的抵抗，从而清除体内累积的衰老细胞。这一策略基于“衰老细胞积累是衰老及相关疾病的关键驱动因素”的理论。

Senolytics的核心机制主要有：

• 靶向衰老细胞依赖性通路
• BCL-2家族：衰老细胞依赖BCL-2/BCL-xL等抗凋亡蛋白维持生存（如Navitoclax通过抑制BCL-xL诱导凋亡）。
• PI3K/AKT/mTOR通路：调控细胞存活和SASP分泌（非瑟酮通过抑制该通路降低衰老细胞负荷）。
• p53依赖性凋亡抵抗：UBX0101通过阻断MDM2与p53结合，激活p53依赖性凋亡。
• 酪氨酸激酶信号：达沙替尼通过抑制SRC家族激酶增强凋亡信号。
• 选择性杀伤的分子基础
• 衰老细胞高表达“促存活网络”（如SCAPs），而正常细胞不依赖这些通路，因此Senolytics可实现选择性清除。

Senolytics和Senomorphics是抗衰老领域的两大互补策略：

• Senolytics：直接“清除衰老细胞”，适合急性干预（如癌症治疗后的衰老细胞清除）。
• Senomorphics：温和“驯化衰老细胞”，适合慢性炎症或代谢疾病（如糖尿病、化疗副作用管理）。

2) 雷帕霉素

雷帕霉素（Rapamycin，西罗莫司）是一种从智利复活节岛土壤中的链霉菌分离出的天然大环内酯类化合物，1975年被发现，最初作为抗真菌药物研发，后因其强大的免疫抑制作用成为器官移植领域的核心药物，通过抑制哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）通路，阻断T细胞活化，显著降低器官排斥反应；近年来研究发现其抗衰老潜力，通过调控mTOR通路延缓细胞衰老、减少炎症和氧化应激，实验显示可延长小鼠寿命，并改善代谢功能（如胰岛素敏感性），同时在阿尔茨海默病模型中表现出减少β-淀粉样蛋白沉积和神经炎症的潜力；然而其长期使用需警惕副作用，包括免疫抑制增强感染风险、高血糖及高血脂，且目前尚未获批用于抗衰老治疗，最新研究聚焦于其对线粒体功能的保护作用及性别差异下的抗炎机制优化。

3) CETSA/DARTS

a) CETSA（细胞热转移分析，Cellular Thermal Shift Assay）

• 原理：药物与靶蛋白结合后，可改变蛋白的热稳定性。通过加热使未结合药物的蛋白变性沉淀，而药物结合的蛋白因结构稳定得以保留，利用Western blot或质谱定量检测靶蛋白的热稳定性变化，从而验证药物与蛋白的直接结合。
• 操作流程：
• 处理细胞/组织：将样本分为药物处理组与对照组。
• 加热变性：梯度温度（如37°C–67°C）处理样本，裂解细胞。
• 离心分离：去除变性沉淀，保留可溶性蛋白。
• 靶蛋白检测：通过抗体（如本文中TCOF1）或质谱分析可溶蛋白中的靶蛋白含量。
• 优势：
• 在活细胞/组织中进行，反映生理条件下的结合。
• 无需纯化蛋白，适用于低亲和力或膜蛋白。
• 本文应用：验证GAA处理增强TCOF1的热稳定性（图9d），表明两者直接结合。

b) DARTS（药物亲和响应靶标稳定性，Drug Affinity Responsive Target Stability）

• 原理：药物与靶蛋白结合后，可保护蛋白免受蛋白酶（如Pronase）的降解。通过比较药物处理组与对照组的蛋白降解程度，鉴定药物结合的靶点。
• 操作流程：
• 样本制备：裂解细胞/组织，分离总蛋白。
• 药物孵育：将裂解液与药物（如GAA）或对照共孵育。
• 蛋白酶消化：加入梯度浓度蛋白酶消化未结合蛋白。
• 电泳/质谱分析：通过SDS-PAGE或质谱检测靶蛋白的残留量。
• 优势：
• 无需同位素标记或化学修饰药物。
• 可筛选未知靶点（结合蛋白质组学）。
• 本文应用：证实GAA结合TCOF1并增强其抗蛋白酶消化能力（图9k）。

c) 技术对比与注意事项

局限性：

• 假阳性风险：需结合SPR（表面等离子共振）或ITC（等温滴定量热）等体外实验验证。
• 动态范围限制：仅适用于药物结合显著改变蛋白稳定性的情况。

4) HuProt蛋白芯片

HuProt™蛋白芯片（Human Proteome Microarray）是一种基于微阵列的高通量蛋白质组学技术，由约 21,000种人类重组蛋白 构成，覆盖超过80%的人类蛋白质组。其核心原理是将纯化的蛋白质固定于芯片表面，通过与候选药物分子（如小分子化合物、抗体等）孵育，检测药物与蛋白质的结合信号，从而快速筛选潜在作用靶点

• 技术优势
• 高通量：单次实验可筛查数万种蛋白，远胜传统Pull-down或酵母双杂交技术。
• 无需预假设：适用于未知靶点的天然产物研究（如GAA靶点发现）。
• 高灵敏度：可检测低亲和力（KD~μM级）的弱结合。
• 兼容性广：支持小分子、多肽、抗体等多种分子类型。
• 局限性
• 体外环境限制：重组蛋白可能缺乏翻译后修饰或复合物结构，需结合细胞实验验证（如CETSA）。
• 假阳性风险：部分蛋白因高疏水性或非特异性吸附产生假信号，需生物信息学过滤（如结合能阈值筛选）。
• 成本较高：芯片制备与数据分析需要专业设备及技术团队支持。

研究方法

1) 高通量筛选流程

• 初筛：以复制诱导衰老的人胚肺成纤维细胞（IMR-90）为模型，筛选805种天然产物，评估SA-β-Gal阳性率、细胞数量、核面积等参数，筛选出112种候选分子。
• 次筛：建立人脐静脉内皮细胞（HUVEC）的4种衰老模型（复制、H₂O₂、依托泊苷、混合刺激），验证候选分子广谱性，结合LDH释放和EdU增殖实验，锁定6种化合物。
• 终筛：在小鼠胚胎成纤维细胞（MEF）和肝细胞（L02）中测试浓度梯度（0.1–1000 μM）下的毒性和抗衰老效果，结合ADMET预测，最终选定GAA。

2) 功能验证实验

• 细胞模型：10种衰老细胞（3T3-L1前脂肪细胞、C2C12肌细胞、HK-2肾细胞等）评估SA-β-Gal、LDH、EdU和核形态。
• 线虫模型：N2品系线虫喂食GAA，分析寿命、热应激/氧化应激耐受性、运动能力（体节摆动频率）和衰老标志物（脂褐素、ROS）。
• 小鼠模型：
• 辐射早衰模型：5天GAA预处理后接受2.8 Gy全身照射，评估器官病理、衰老标志物（p16、IL-6）和运动功能（转棒实验）。
• 自然衰老模型：16月龄小鼠喂食含GAA饲料6个月，分析生存率、虚弱指数、代谢指标（血糖、血脂）和脑功能（高架十字迷宫、新物体识别）。
• 肥胖模型：西方饮食（42%脂肪）诱导16周后腹腔注射GAA，检测脂肪分布、肝脏脂质沉积和骨微结构（microCT）。

3) 机制研究

• 蛋白质组学：自然衰老小鼠肾脏/心脏组织、辐射早衰小鼠肾脏、衰老HUVEC细胞的差异蛋白分析，聚焦核糖体通路。
• 功能挽救实验：核糖体抑制剂（CX-5461、CHX）和siRNA敲低TCOF1/RPL7/RPL32，验证GAA依赖核糖体功能抑制衰老。
• 分子互作：HuProt蛋白芯片筛选GAA结合蛋白，CETSA/DARTS验证TCOF1结合及磷酸化调控。

前言

随着人口老龄化趋势的加剧，衰老相关功能衰退和疾病已成为全球健康系统的重大挑战。统计数据显示，65岁以上人口比例预计从2019年的1/11将增长至2050年的1/6。尽管近年来已提出多种抗衰老策略（如热量限制、雷帕霉素、二甲双胍及衰老细胞清除剂（senolytics）），但衰老过程的复杂性与异质性导致多种疾病常以共病形式在老年人群中同步发生。因此，亟需探索新型干预手段以压缩疾病集群的发病窗口期，保障老年人群的持续健康。

细胞衰老是驱动机体衰老和衰老相关疾病的核心机制，其特征包括细胞周期停滞、抗凋亡增强及衰老相关分泌表型（SASP）的分泌。研究表明，将衰老细胞移植至年轻小鼠体内即可剂量依赖性地引发宿主功能衰退。尽管通过遗传或药物清除衰老细胞可改善糖尿病、骨关节炎及阿尔茨海默病等疾病，但现有衰老细胞清除剂因细胞类型特异性及显著毒性限制了其应用。相比之下，预防性延缓细胞衰老的策略具有独特优势，但其开发面临挑战，包括衰老细胞异质性、器官衰老的复杂性、药物诱导增殖风险及狭窄的治疗窗口。因此，开发广谱、低毒的预防性抗衰老药物具有重要意义。

该研究构建了高通量筛选体系，旨在从天然产物中发现抗衰老分子。通过三轮严格筛选，鉴定出灵芝酸A（GAA）——灵芝中的三萜类化合物——作为新型天然抗衰老剂。GAA在细胞、线虫及小鼠模型中均表现出显著的抗衰老效果，延长健康寿命且无显著毒性。机制研究表明，GAA通过直接结合TCOF1蛋白维持核糖体稳态，从而抑制细胞衰老。这一发现为抗衰老药物研发提供了新方向，并为干预衰老相关病理提供了潜在靶点。

结果

高通量筛选鉴定具有抗衰老活性的天然产物

01

为了系统性筛选具有预防性抗衰老作用的天然化合物，研究团队构建了一个三步筛选策略（图1a）。

• 初筛：在复制衰老诱导的IMR-90细胞模型中，从805种天然产物中筛选出112种能显著减少SA-β-Gal阳性细胞的化合物（图1b-c）。其中47种化合物使SA-β-Gal阳性细胞比例降至对照组的70%以下（图1d）。
• 次筛：在HUVEC细胞中建立4种衰老模型（复制、H₂O₂氧化应激、依托泊苷基因毒性、混合刺激），发现12种化合物能普遍抑制不同诱导方式下的衰老表型（图1e）。进一步结合LDH释放、细胞计数和核面积分析，筛选出6种候选分子（图1f）。
• 终筛：在小鼠胚胎成纤维细胞（MEF）和L02肝细胞中测试浓度梯度（0.1–1000 μM）下的毒性和抗衰老效果。结果显示，灵芝酸A（GAA）在0.1–100 μM范围内显著减少SA-β-Gal阳性细胞，且无细胞毒性（图1g-h）。ADMET分析进一步证实GAA符合Lipinski药物特性规则，具有低毒性（补充图1h-i）。

图1 通过高通量筛选鉴定抗衰老天然产物

a 高通量筛选策略的实验流程图。b 年轻与复制衰老诱导的自然衰老IMR-90细胞（SEN）的高内涵成像（n=3次独立实验）。明场与荧光图像叠加展示。c 112种天然产物处理3天后的高内涵分析三维图谱。X轴：细胞数量；Y轴：SA-β-Gal活性；Z轴：核面积。变化倍数（FC）为天然产物处理组与DMSO对照组的比值。维生素C、黄酮和大黄素分别对核面积、细胞数量和SA-β-Gal的改善效果最佳，雷帕霉素和非瑟汀为经典抗衰老剂。d 热图显示47种候选天然产物处理的IMR-90细胞衰老相关指标，包括SA-β-Gal、核面积、细胞数量、细胞面积及长宽比。e 47种候选产物在HUVEC四种衰老模型（复制、H₂O₂、依托泊苷及混合刺激诱导）中SA-β-Gal表达水平，右侧框内为四种模型均有效的化合物。f 11种化合物对HUVEC四种衰老模型SA-β-Gal表达的相对调控水平，黑色标线为SA-β-Gal抑制率≥30%的6种候选分子（红色为其余化合物）。g 六种化合物梯度浓度（0、0.1、1、10、100、500、1000 μM）处理衰老MEF细胞4天后SA-β-Gal染色的代表性图像及定量（0 μM=DMSO对照，n=3次实验）。h 六种化合物处理衰老MEF细胞的LDH释放率（n=5次实验），星号标示处理组与对照组统计学差异。数据以均值±标准误表示，采用双尾t检验或单因素方差分析，*P<0.05，**P<0.01，***P<0.001。源数据及精确P值见数据文件。

GAA改善多种细胞类型及秀丽隐杆线虫的衰老表型

02

• 研究验证了GAA在10种不同来源的衰老细胞模型中的广谱抗衰老作用：
• 减少衰老标志物：GAA处理使SA-β-Gal阳性细胞比例降低5–65%，LDH释放减少9–34%，核面积缩小5–23%（图2a-c）。
• 促进增殖：EdU阳性细胞比例增加12–47%（图2d）。
• 延长线虫寿命与健康寿命：
• 寿命延长：1000 μM GAA使线虫最大寿命延长26%，效果与雷帕霉素（100 μM）相当（图2e）。
• 应激抵抗增强：在热应激（30°C）和氧化应激（1.5% H₂O₂）条件下，GAA显著提高线虫存活率（图2f-g）。
• 衰老标志物改善：减少脂褐素积累、ROS水平和脂肪沉积（图2h）。
• 运动功能提升：GAA组线虫正常运动比例达43%（对照组27%），体节摆动和咽泵频率显著提高（图2i-k）。

图2 GAA延缓多种细胞衰老并改善线虫衰老表型

a 10 μM GAA或DMSO处理自然衰老细胞后的LDH释放量（n=6次实验）。b 年轻（Y）、衰老（S）及GAA处理衰老细胞（G）的SA-β-Gal染色代表性图像与定量（n=3次实验）。c EdU染色及阳性细胞统计与d 核面积分析（n=3次实验）。e DMSO、雷帕霉素（100 μM）及GAA（10、100、1000 μM）处理线虫的生存曲线，平均与最大寿命以均值±标准差表示（n=6次实验）。f 热应激（30°C）与g 氧化应激（1.5% H₂O₂）下线虫寿命分析（7天处理，n=3次实验）。h DMSO、雷帕霉素和GAA干预10天后线虫脂褐素、ROS（DCFH-DA探针）及脂质（尼罗红染色）水平（每组10只线虫，n=3次实验）。i-k 处理10天后的线虫运动功能（n=3次实验，每组10只）：i 自发性规则摆动（正常）、不规则运动（迟缓）及触觉刺激后运动（静止）的占比。j 体节摆动频率与k 咽泵频率（1分钟内检测）。数据以均值±标准误或标准差表示，统计学方法同上。源数据及精确P值见数据文件。

GAA细胞、小鼠、荷瘤小鼠中无促增殖或毒性

03

• 长期安全性：5月龄小鼠喂食含GAA饲料3个月后，血清和器官（心、肝、肾、肺）中GAA浓度显著升高，但未引起肝肾损伤或异常增殖（Ki67表达无变化）（图3a-f）。在体外，GAA处理48 h后，各种年轻细胞均未见过度增殖和损伤迹象
• 抗肿瘤作用：在Hep1-6肝癌荷瘤模型中，GAA（15 mg/kg）虽未显著缩小肿瘤体积，但抑制肿瘤增殖（Ki67降低50%），并改善肺、肾、胰腺指数（图3i-l）。体外实验进一步证实GAA抑制多种癌细胞（Hep1-6、KYSE410、MCF-7）的集落形成和迁移能力（图3m-n）。

图3 GAA治疗未引起中年小鼠及荷瘤小鼠异常增殖或损伤

a 实验流程：2月龄C57BL/6J小鼠喂食含GAA饲料（120 mg/kg）3个月，对照组为普通饲料（ND）。b GAA的串联质谱图及实验终点小鼠心脏、肾脏、肝脏、肺和血清中的GAA含量检测（n=3或4）。c-e 生化指标分析：c 心脏功能（CKMB）、d 肾功能（肌酐）、e 肝功能（ALT）（n=10）。f 肝脏增殖标志物Ki67的免疫组化图像及定量（n=3）。g-h 年轻细胞中g EdU阳性细胞比例及h LDH释放水平（含/不含10 μM GAA处理，n=3或6次独立实验）。i 荷瘤小鼠实验设计：2月龄小鼠皮下接种Hep1-6细胞（5×10⁶）后，每3天腹腔注射GAA（15 mg/kg·bw）或溶剂对照，持续18天。j 实验终点肿瘤大体形态、体积及重量（n=9）。k Ki67表达的代表性图像及定量（n=3）。l 正常与荷瘤小鼠的脏器指数（脏器重量/体重，n=9）。m 癌细胞经GAA（10 μM）处理48小时后的结晶紫染色（黑色区域为克隆，n=3）。n 划痕实验显示癌细胞迁移能力（红框标记迁移边界，n=3）。数据以均值±标准误表示，统计学分析采用双尾t检验或单因素方差分析。*P<0.05，**P<0.01，***P<0.001。原始数据及精确P值见源数据文件。

GAA预防辐射诱导的早衰小鼠衰老表型

04

为探讨GAA在有机体中对抗衰老的作用，作者采用了低剂量全身照射（2.8 Gy，1 Gy/min）诱导的早衰小鼠模型，使小鼠急性积累大量衰老细胞。

• 器官保护：在2.8 Gy全身照射诱导的早衰小鼠中，GAA预处理（15 mg/kg）显著减轻脾脏生发中心丢失和睾丸生精细胞凋亡（图4b-c），而高频次senolytic药物DQ（Dasatinib+Quercetin）反而加重睾丸损伤（补充图3a）。
• 减少衰老细胞积累：GAA降低心脏、肝脏等器官的SA-β-Gal、γH2AX和p16INK4a表达，效果优于DQ（图4d-g）。
• 安全性优势：DQ组部分小鼠出现肾功能异常（肌酐升高）和肝损伤（ALT/AST升高），而GAA组无类似毒性（图4i-l）。
• 运动功能改善：GAA和DQ均能恢复早衰小鼠的转棒停留时间和握力（图4m-n）。

图4 GAA或DQ（Dasatinib/Quercetin）治疗缓解辐射暴露小鼠的衰老相关病变

a 实验流程：小鼠连续5天灌胃GAA（15 mg/kg·bw）或溶剂后，接受全身低剂量辐射（2.8 Gy，1 Gy/min），随后每3天口服GAA、DQ（5+50 mg/kg·bw）或溶剂。b 辐射小鼠体重变化监测。c 实验终点脾脏和睾丸的H&E染色（n=4）。d 器官SA-β-Gal染色整体观。e 心脏、肝脏、肾脏及肺中γH2AX表达的免疫组化图像及定量（n=4）。f-g ELISA检测血清衰老相关蛋白f Klotho及g SASP因子IL-6水平（n=10）。h 心脏、肾脏、肝脏和肺的病理学检测（n=4）。i-l 生化指标：i CKMB、j 肌酐、k AST、l ALT（n=8或10）。m-n 行为学测试：m 前肢抓力及n 转棒实验（n=8或10）。数据以均值±标准误表示，统计学分析采用双尾t检验或单因素方差分析。*P<0.05，**P<0.01，***P<0.001。原始数据及精确P值见源数据文件。

GAA延长自然衰老小鼠的健康寿命

05

为了进一步验证GAA对健康寿命的改善效果，作者在16个月龄、向老化过渡的小鼠中进行了为期6个月的GAA饮食干预（图5a）

• 寿命与健康期延长：16月龄小鼠喂食GAA 6个月后，生存率提高，等效人类寿命延长约1.3年（图5b-c）。虚弱指数分析显示，GAA推迟疾病发生（曲线下面积减少20%）（图5d-e）。
• 衰老标志物抑制：GAA降低多器官SA-β-Gal阳性率，减少p53/p21/p16表达，提高血清klotho水平（抗衰老蛋白），降低IL-6（SASP因子）（图5f-i）。
• 代谢与器官功能改善：缓解年龄相关的CKMB（心肌损伤）、肌酐（肾功能）和ALT（肝功能）升高，修复心肌紊乱、肾小管萎缩和肝纤维化（图5j-n）。
• 雌性小鼠验证：GAA在老年雌鼠中同样减少衰老标志物，改善心肝肾病理（补充图4）。

图5 GAA治疗延长老年小鼠健康寿命

a 实验设计：16月龄雄性C57BL/6J小鼠喂食含GAA饲料（120 mg/kg，n=40）或溶剂对照（n=46），持续6个月。b 16至22月龄小鼠生存曲线。c GAA组与对照组的预期寿命增益（等效人类约1.3年）。d 虚弱指数均值曲线：按寿命五分位（Q）计算各组虚弱评分，曲线下面积反映干预措施延缓疾病发生的效果。e 每两月监测的个体虚弱指数（点代表单只小鼠总分）。f 器官SA-β-Gal染色整体观。g 衰老标志蛋白（p53、p21、p16）的免疫印迹及灰度分析（n=3）。h-i ELISA检测血清h Klotho及i IL-6水平（n=10）。j-l 器官功能指标：j CKMB、k 肌酐、l ALT（n=10）。m-n 心脏、肾脏、肝脏和肺的病理学图像（n=3）。Young：年轻对照组；Old：老年对照组。数据以均值±标准误表示，统计学分析采用双尾t检验或单因素方差分析。*P<0.05，**P<0.01，***P<0.001。原始数据及精确P值见源数据文件。

GAA改善老年小鼠的生理功能、代谢和脑相关功能障碍

06

GAA对老年小鼠的多系统保护作用进一步支持其作为广谱抗衰老分子的潜力：

• 运动与骨骼系统：通过维持肌肉质量和骨微结构，GAA直接对抗衰老相关的肌少症和骨质疏松，这与核糖体稳态调控可能涉及的蛋白质合成修复机制相关。（图6a-e）
• 神经行为：减少焦虑和改善认知的功能提示GAA可能通过血脑屏障作用于中枢神经系统，或间接通过全身代谢改善（如胰岛素敏感性）影响脑健康。（图6f-h）
• 代谢重编程：GAA对脂质分布的调控（皮下脂肪保留）与健康衰老的特征一致，而其稳定血糖的能力可能通过TCOF1-核糖体轴影响代谢相关基因翻译效率。这些发现为GAA在代谢综合征和神经退行性疾病中的应用提供了理论基础。（图6i-o）

图6 GAA改善老年小鼠的运动、代谢及脑功能衰退

a 转棒实验时间、b 跑步机运动距离及c 握力测试（每组n=8只小鼠）。d 核磁共振分析瘦体重占比（n=12）。e 股骨微结构显微CT成像，定量骨体积分数（BV/TV）、骨小梁数量（Tb.N）、厚度（Tb.Th）及间距（Tb.Sp）（n=6）。f–h 行为学轨迹分析：f 高架十字迷宫开放臂进入次数与停留时间，g 旷场实验中央区活动距离与进入频率，h 新物体识别探索时间（n=10–12）。i–k 血脂代谢指标（TG、FFA、TC、HDL-C、LDL-C，n=10–15）。l 实验终点体重分布。m 葡萄糖耐量曲线下面积（n=8）。n 胰岛素水平及o 胰岛素抵抗指数（n=10）。统计学方法：双尾t检验或单因素方差分析，数据以均值±标准误表示，*P<0.05，**P<0.01，***P<0.001。原始数据及精确P值见源数据文件。

GAA在西式饮食诱导肥胖小鼠中预防衰老相关表型

07

除衰老外，作者还探讨了GAA在肥胖相关疾病中的保护作用。

• 代谢调控：在西方饮食（42%脂肪）诱导的肥胖小鼠中，GAA减少体重增长，降低TG、FFA和LDL-C，改善胰岛素抵抗（图7b, 补充图6g-k）。
• 抗衰老作用：GAA抑制心脏、肝脏等器官的衰老细胞积累和纤维化（图7c-j）。
• 运动功能恢复：增强握力和转棒性能，增加骨骼肌质量和骨小梁厚度（图7k-m）。

图7 GAA改善肥胖小鼠的衰老相关表型

a 实验设计：2月龄C57BL/6J小鼠高脂饮食（WD）喂养16周后，GAA腹腔注射干预12周。b 体重变化趋势及终点体重（n=10）。c 心脏、肾脏、肝脏及肺组织SA-β-Gal染色（阳性面积比，n=3）。d 血清klotho水平及e IL-6浓度（ELISA检测，n=7–10）。f–i 器官功能指标：f 心肌酶CKMB、g 血肌酐、h–i 肝酶ALT/AST（n=8–10）。j Masson染色评估器官纤维化（n=4）。k–l 运动功能：k 转棒停留时间、l 前肢握力（n=10）。m 股骨显微CT参数定量（n=5）。n 附睾（eWAT）与腹股沟（iWAT）脂肪组织H&E染色及面积统计，肝脏油红O染色（n=4）。o 糖耐量曲线下面积（n=8）。p 胰岛素水平及q 胰岛素抵抗指数（n=8–10）。统计学标注同图6。

TCOF1作为GAA的直接结合蛋白的鉴定

08

• 蛋白质组学分析：在衰老小鼠肾脏和心脏中，核糖体和蛋白酶体通路是GAA调控的主要通路（图8a, 补充图7a-f）。
• 核糖体功能修复：
• GAA恢复衰老HUVEC和线虫的核糖体翻译活性（OPP实验）（图8e, 补充图8d）。
• 核糖体抑制剂（CX-5461、CHX）诱导年轻细胞衰老，而GAA部分逆转此效应（图8g-j）。
• siRNA敲低核糖体蛋白（RPL7、RPL32）或TCOF1后，GAA的抗衰老作用被显著抑制（图8k-m）。

图8 GAA通过改善核糖体功能障碍延缓细胞衰老

a–b KEGG与GSEA分析：自然衰老小鼠心/肾、辐射早衰小鼠肾及衰老HUVEC细胞的差异蛋白（P<0.05，倍数变化>1.5，n=5）。c 核糖体通路蛋白热图，*标注GAA显著调控蛋白（P<0.05）。d GO分析：衰老与非衰老细胞的差异mRNA功能（数据源自GEO数据库）。e O-炔丙基嘌呤霉素（OPP）标记实验：年轻与衰老HUVEC中核糖体翻译功能（荧光强度，n=3）。f 中年小鼠肾脏核糖体通路蛋白热图。g CX-5461（CX）或放线菌酮（CHX）处理5天后OPP荧光强度（n=3）。h–i 衰老标志物定量：LDH释放、SA-β-Gal、EdU、γH2AX及核面积（n=3–6）。j CX/CHX诱导的多种衰老细胞SA-β-Gal染色（IMR-90、BMSC等，干预3–10天，n=3）。k siRNA沉默RPL7/RPL32后OPP荧光强度（n=3）。l–m TCOF1敲低对衰老表型的影响（n=3–6）。统计学标注同前。

• 靶点机制：
• HuProt蛋白芯片鉴定TCOF1为GAA的直接结合蛋白（结合能-5.8 kcal/mol）（图9a-c）。
• CETSA/DARTS实验证实GAA增强TCOF1的热稳定性和磷酸化水平（图9d-k）。
• 作用模型：GAA结合TCOF1，阻止其去磷酸化，维持核糖体生物发生，从而抑制衰老（图9l）。

图9 TCOF1是GAA的直接作用靶点

a HuProt蛋白芯片筛选GAA结合蛋白流程。b GAA与TCOF1结合位点放大图。c 分子对接模拟。d CETSA分析：GAA增强TCOF1热稳定性（n=3）。e TCOF1沉默后OPP荧光强度（n=3）。f–g TCOF1敲低对衰老标志物的影响（n=3–6）。h 蛋白质组学检测TCOF1表达水平（n=6）。i–j 磷酸化检测：衰老HUVEC（Phos-assay）及老年肾组织（LC-MS/MS，n=3）。k DARTS实验：GAA抑制蛋白酶/磷酸酶对TCOF1的降解（n=3）。l 机制示意图：GAA结合TCOF1并稳定其磷酸化，促进核糖体蛋白（RPs）生成，维持核糖体稳态，进而通过抑制DDR、调控p53/p21通路及ZAKα激酶活性延缓衰老。虚线标注已知通路。统计学标注同前。

讨论总结

• GAA的广谱性与安全性：GAA在10种细胞模型和3种小鼠模型中均表现出抗衰老效果，且未在年轻细胞或荷瘤小鼠中引发异常增殖，其低毒性优于雷帕霉素（贫血风险）和senolytics（肝肾损伤）。
• 机制创新性：首次将核糖体稳态与衰老直接关联，揭示GAA通过稳定TCOF1磷酸化维持核糖体生物发生，抑制DNA损伤应答和p53/p21通路。
• 代谢调控优势：GAA在肥胖模型中改善脂质沉积和胰岛素敏感性，提示其通过核糖体-TCOF1轴调控代谢的潜在机制，为代谢性疾病干预提供新靶点。
• 临床转化潜力：GAA在自然衰老小鼠中延长健康寿命（等效人类寿命约1.3年），且改善运动功能和脑健康，支持其作为抗衰老候选药物的进一步开发。
• 局限性：TCOF1下游信号网络（如ZAKα激酶）的调控细节需深入解析；长期毒性和人体药代动力学数据有待补充。

结论

通过高通量筛选，该团队鉴定出灵芝酸A（GAA）作为一种可预防细胞衰老并延长健康寿命的新型senotherapeutic。GAA在细胞、线虫和多种小鼠模型中均表现出显著抗衰老活性：在线虫中其延寿效果与雷帕霉素相当；在辐射诱导早衰小鼠、自然衰老小鼠和西方饮食诱导的肥胖小鼠中，GAA可减少多器官衰老细胞积累、改善生理功能并维持代谢稳态。机制上，GAA直接结合核糖体生物发生调控因子TCOF1，通过稳定其磷酸化状态维持核糖体稳态，从而抑制衰老相关通路。该研究为开发广谱低毒的抗衰老药物提供了重要候选分子。

参考文献

1. Chen, L., Wu, B., Mo, L., Chen, H., Yin, X., Zhao, Y., Cui, Z., Cui, F., Chen, L., Deng, Q., et al. (2025). High-content screening identifies ganoderic acid A as a senotherapeutic to prevent cellular senescence and extend healthspan in preclinical models. Nat. Commun. 16, 2878. https://doi.org/10.1038/s41467-025-58188-5.