《食品科学》：新乡医学院刘晓萌副教授等：二十二碳六烯酸对阿尔茨海默病果蝇寿命的影响

阿尔茨海默病（AD）被认为是一种进行性、神经变性的认知能力衰退疾病，其特征主要体现在组织病理学上，即β-淀粉样蛋白（Aβ）斑块沉积和神经纤维缠结等。在AD的众多发病机制中，氧化应激被认为是与AD发病最密切相关的机制之一。

近期，流行病学研究开始分析饮食模式对AD的干预作用。地中海饮食中关键营养物质之一的二十二碳六烯酸（DHA）是一种ω-3多不饱和脂肪酸（PUFAs），其作为海洋生物活性物质，是细胞膜的重要组成成分，也是维持人体正常生理活动的必需脂肪酸，具有显著的抗氧化、抗炎效果且无毒副作用。有研究指出，在衰老的大脑中，饱和脂肪酸含量缓慢增加，主要的ω-6和ω-3 PUFAs（花生四烯酸和DHA）同时减少。且脑内脂质谱的变化，特别是DHA水平的下降，在不同程度上影响脑组织，从膜结构和生理的不稳定到内源性抗氧化能力的抑制，最终导致衰老和AD的发展。

新乡医学院公共卫生学院的别娜娜、王红彩、刘晓萌*等利用野生型和Aβ42转基因雄性果蝇作为实验对象，通过果蝇爬行能力实验、抗氧化能力测定以及果蝇寿命实验探究DHA干预能否通过提高抗氧化能力进而延长果蝇寿命，以期为DHA作为营养补充剂改善AD患者寿命方面提供参考。

1 DHA对果蝇爬行能力的影响

AD患者有运动能力下降的特征。爬行实验反映了果蝇的运动能力，爬行实验结果如图1所示，与正常组相比，模型组果蝇爬行能力下降（P＜0.01）；与模型组相比，0.025、0.05、0.1 mmol/L DHA果蝇的攀爬能力均有所提高，提示DHA干预使果蝇的爬行能力显示出改善的趋势。其中，0.05 mmol/L DHA果蝇的爬行能力与模型组相比有显著性差异（P＜0.05），CІ达到高峰。0.1 mmol/L的DHA组果蝇的爬行能力相比0.05 mmol/L组有下降趋势，推测可能是因为DHA具有大量的亚甲基中断双键，导致其抗氧化作用被减弱。

2 DHA对果蝇抗氧化能力的影响

2.1 DHA对果蝇相关基因表达的影响

在PCR过程中的熔解曲线如图2所示，每个熔解曲线都有一个独立的峰，而没有杂峰。这说明扩增产物中没有非特异性物质，特异性强。

SOD和CAT都是反映抗氧化能力的基因。实时PCR结果如图3所示，与正常组相比，模型组果蝇的SOD和CAT基因的表达降低（P＜0.01）；与模型组相比，0.025、0.05 mmol/L DHA组果蝇的SOD和CAT基因的表达显著上调（P＜0.05），其中，0.05 mmol/L DHA效果最为显著。而0.1 mmol/L DHA组果蝇的SOD和CAT基因表达显著降低，提示适宜剂量的DHA干预可以提高果蝇的抗氧化基因的表达，而过高浓度的DHA使果蝇的抗氧化能力减弱。

2.2 DHA对果蝇的总抗氧化能力和SOD活性的影响

总抗氧化能力测定结果如图4A所示，与正常组相比，模型组的总抗氧化能力显著降低（P＜0.01）；与模型组相比，DHA干预组果蝇的总抗氧化能力均提高，其中0.05 mmol/L DHA组果蝇总抗氧化能力显著提高（P＜0.01），说明0.05 mmol/L DHA能够显著改善AD模型果蝇的总抗氧化能力。

SOD是机体内重要的抗氧化酶，起到清除体内氧自由基的作用，可以反映果蝇组织的抗氧化能力。SOD活性测定结果如图4B所示，与正常组相比，模型组果蝇组织的SOD活性降低（P＜0.01）；与模型组相比，0.025 mmol/L和0.05 mmol/L DHA果蝇的SOD活性增高（P＜0.05），而0.1 mmol/L DHA果蝇SOD活性降低（P＜0.01），这与爬行实验和实时PCR实验结果一致。以上结果说明，0.05 mmol/L DHA能够改善AD模型果蝇的抗氧化能力。

3 DHA对果蝇寿命相关基因表达的影响

Sirt2、Rpn11、MTH是表达寿命的基因。如图5所示，与正常组相比，模型组果蝇的Sirt2、Rpn11和MTH基因的表达均显著降低（P＜0.01）；与模型组相比，0.025 mmol/L和0.05 mmol/L DHA组果蝇的Sirt2基因表达量显著上调（P＜0.01），而0.1 mmol/L DHA组果蝇的Sirt2基因表达量有所降低；此外，0.05 mmol/L DHA组果蝇体内的Rpn11和MTH基因的表达较模型组显著升高（P＜0.05），而0.025 mmol/L和0.1 mmol/L DHA组果蝇的Rpn11和MTH基因的表达量均有所下降。以上结果说明0.05 mmol/L DHA能够显著提高AD模型果蝇寿命相关基因的表达量。

4 DHA对果蝇寿命的影响

生存实验反映了果蝇的生存能力高低和寿命长短，平均生存时间是常用的反映生存能力的指标。果蝇的平均生存时间如表4所示，与正常组相比，模型组果蝇的平均生存时间显著降低（P＜0.01）；与模型组相比，0.05 mmol/L DHA果蝇的平均生存时间提高了11.1%（P＜0.05）。生存曲线如图6所示，20 d之前，各组果蝇生存能力差异不显著，几乎都在一条线上；在20～30 d，果蝇开始死亡，各组生存能力没有明显趋势；在30 d后，各组生存能力有明显区别。其中，与正常组相比，模型组果蝇的生存能力降低（P＜0.01）；与模型组相比，0.05 mmol/L DHA果蝇的生存曲线在外侧，DHA组果蝇的生存能力显著增加（P＜0.05）。由此可知，0.05 mmol/L DHA可显著提高AD果蝇生存能力。

5 讨论

本研究首先通过爬行实验的结果初步证实了DHA对AD模型果蝇爬行能力的改善作用。有研究发现，在AD的发生和进展中氧化损伤起关键作用。所以结合SOD、CAT、Sirt2、Rpn11和MTH的表达量以及总抗氧化能力、SOD活性结果，可初步推断出DHA改善AD模型果蝇寿命的机制。

在包括线虫、啮齿类动物等模式生物中，果蝇由于寿命短，且70%的人类疾病相关基因在果蝇与人类之间是保守的，因此成为了研究寿命的优选模型。本课题中使用的模型果蝇是Aβ42转基因果蝇，Aβ是AD发病机制两大分子标志物之一。同时，为了控制性别因素对实验的影响，且雄性果蝇对化学物质更易感，所以选择Aβ42转基因雄性果蝇作为研究对象。爬行实验和寿命实验结果表明，Aβ42转基因果蝇的爬行能力下降，存活时间缩短，表明该模型可靠。同时，根据爬行实验结果可以得知DHA可以提高AD果蝇运动能力。进一步为了探究DHA最适加药剂量，经过前期预实验探索，最终设置了0.025、0.05、0.1 mmol/L 3 个给药剂量。

氧化损伤与许多衰老相关的疾病有关，会导致细胞结构和大分子的损伤，且组织内过量的ROS积累会损伤蛋白质，使致病的异常蛋白不断积累，造成蛋白质构象错误，最终导致包括AD等疾病的发生。SOD是生物体内一种抗氧化物酶，通过清除体内自由基而起到抗氧化作用；CAT是一种稳定的过氧化氢分解酶，清除体内过氧化氢从而使细胞免受氧化损伤。实时PCR实验结果显示，与正常组相比，模型组果蝇的SOD和CAT基因表达下调，说明AD模型果蝇发生了氧化损伤；与模型组相比，0.05 mmol/L DHA果蝇的SOD和CAT基因表达上调，说明DHA干预后果蝇抗氧化能力增强；而0.1 mmol/L DHA组果蝇的SOD和CAT基因表达量下调，经分析，这可能与DHA所含双键数量较多，剂量过大时更容易发生氧化有关。因此也可以解释爬行实验中0.1 mmol/L DHA组果蝇的爬行能力有所下降。此外，利用试剂盒对果蝇组织内总抗氧化能力和SOD活性进行测定，测定结果与实时PCR实验结果一致，表明DHA干预提高了果蝇的抗氧化能力。

有研究指出，氧化应激的发生可以消除氧化还原依赖的信号，或者非特异性地、不可逆地损害大分子，从而加速衰老过程，缩短寿命。而神经元特别容易受到氧化应激的影响，而神经元抗氧化能力的提升已被证明可以延长寿命。因此接下来探究了DHA提高AD果蝇抗氧化能力能否延长其寿命。Sirt2是长寿基因之一，可与不同底物结合清除衰老过程中累积的过量ROS，能通过多种方式实现。26S蛋白酶活性随年龄增长而降低并在神经退行性疾病的发病中扮演重要角色，而Rpn11则具有保护26S蛋白酶体结构和功能的作用，维持其完整性。消除Rpn11将导致泛素化蛋白的聚集，减弱26S蛋白酶体的活性，进而缩短寿命。反之，Rpn11的高表达可降低衰老相关泛素化蛋白的堆积，增加果蝇的寿命。另外，MTH是目前发现的唯一一个与动物寿命调控相关的G蛋白偶联受体，同时也在抗氧化中发挥作用。有研究表明MTH1可减少AD模型小鼠大脑中的氧化DHA损失，提示MTH1在预防AD进展方面发挥重要作用。另一项研究也表明，MTH突变体果蝇的平均寿命增加了35%，并增强了对高温、饥饿和氧化损伤胁迫的抵抗力。如图5所示，0.05 mmol/L DHA能增加Sirt2、Rpn11和MTH基因的表达量。如表4和图6所示，AD果蝇的平均寿命显著缩短，而DHA干预可以延长其平均寿命。并且3 种寿命相关基因的表达结果与果蝇生存曲线相符。这些结果提示DHA可以延长AD果蝇寿命，且可能与其提高果蝇抗氧化能力有关。

6 结论

本实验以野生型和AD果蝇为研究对象，分析了DHA干预对果蝇爬行能力、抗氧化能力和寿命的影响。结果表明AD果蝇爬行能力降低，而0.05 mmol/L DHA干预可显著提高果蝇的爬行能力；同时，0.05 mmol/L DHA干预上调果蝇SOD和CAT基因的表达，提高果蝇总抗氧化能力和SOD活性；此外，DHA干预上调寿命相关基因Sirt2、Rpn11和MTH的表达；生存实验结果显示，AD果蝇生存概率显著降低，而0.05 mmol/L DHA果蝇的平均生存时间显著上调，生存概率提高。总之，DHA干预可以提高果蝇的爬行能力，增强果蝇的抗氧化能力，并且延长果蝇寿命。本研究可为DHA作为营养补充剂改善AD患者寿命方面提供参考依据。

本文《二十二碳六烯酸对阿尔茨海默病果蝇寿命的影响》来源于《食品科学》2025年46卷第6期156-163页，作者： 别娜娜，王红彩，刘思于，刘 洋，孙梦菲，李普森，高璐璐，刘晓萌 * 。DOI:10.7506 / spkx1002-6630-20240905-044。点击下方 阅读原文 即可查看文章相关信息。

实习编辑：栾文莉；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网