中草药萜类通过调节生物能量学激活自噬和线粒体自噬并抵御代谢应激、肌肉减少症和表观遗传衰老

本研究通过斑马鱼筛选发现百里香酚和香芹酚可激活自噬/线粒体自噬，机制研究揭示其通过瞬时降低线粒体膜电位（MMP）诱导线粒体更新。动物实验证实其能改善饮食性肥胖小鼠肝脏脂肪堆积、增强线虫热应激抵抗、延缓衰老模型小鼠肌肉功能衰退并降低表观遗传年龄，为营养干预促进健康衰老提供了新型分子候选。

高内涵活体自噬通量监测工作流的建立

研究团队首先构建了转基因斑马鱼模型Tg(actc1b:ZsGreen-map1lc3;cryaa:TdTomato)，通过在骨骼肌特异性启动子控制下表达ZsGreen标记的自噬标志蛋白LC3，实现自噬体的活体可视化。建立了一套半自动化成像分析流程，可定量检测LC3阳性斑点的形成。研究证实自噬通量随发育时间增加（3-6天受精后），且溶酶体抑制剂NH₄Cl处理能进一步增加自噬体积累。利用mTOR抑制剂雷帕霉素验证该模型后，研究团队筛选了240种化合物，发现神经酰胺、钙蛋白酶抑制剂和视黄酸等已知自噬诱导剂，验证了斑马鱼模型用于自噬调节剂发现的可靠性。

香芹酚与百里香酚作为天然自噬激活剂的发现

通过对食用来源生物活性化合物库的功能筛选，研究发现百里香（Thymus vulgaris）和牛至（Origanum vulgare）的主要成分——萜类化合物香芹酚和百里香酚，是最有效的自噬诱导剂。剂量效应实验显示，香芹酚和百里香酚分别从50μM和10μM开始显著激活自噬，效果与雷帕霉素相当。牛至精油（含香芹酚、对伞花烃和百里香酚）同样诱导强烈的自噬通量。值得注意的是，人体内主要代谢产物百里香酚硫酸酯和葡萄糖醛酸酯也保留活性，提示其生物利用度良好。机制初探表明，二者不通过经典mTOR或AMPK通路激活自噬。

百里香酚作为线粒体呼吸瞬时抑制剂的机制研究

在人类Jurkat细胞中，百里香酚处理增加LC3-II信号，并轻微降低线粒体膜电位（JC-10检测），类似化学解偶联剂FCCP但作用较弱。细胞活性未受影响，但线粒体超氧化物生成增加。离体小鼠肝线粒体呼吸测定显示，百里香酚剂量依赖性地抑制ADP刺激的耗氧率（IC₅₀ = 295.7 ± 6.7 μM）。在原代小鼠成纤维细胞（MAF）中，百里香酚处理24小时降低TMRM荧光强度，证实线粒体膜电位下降。转录组分析显示，百里香酚处理下调炎症相关通路（如TNF-NF-κB和IL-6-JAK-STAT3信号），而上调未折叠蛋白反应和自噬相关基因签名。重要的是，在斑马鱼幼虫中，百里香酚可逆地降低基础呼吸，洗脱30分钟后呼吸功能完全恢复。预处理百里香酚可保护斑马鱼抵御鱼藤酮（复合物I抑制剂）的毒性，表明其通过诱导线粒体预适应增强细胞应激韧性。

百里香酚在细胞和小鼠中诱导线粒体自噬

利用mito-QC报告基因小鼠（表达mCherry-GFP双标记线粒体蛋白FIS1）的成纤维细胞，研究发现百里香酚处理24小时显著增加线粒体自噬指数（红色荧光溶酶体与总线粒体比值）。而ATP合酶抑制剂寡霉素阻断质子外流、防止线粒体去极化，可抑制百里香酚的线粒体自噬激活效应。在体实验中，mito-QC小鼠经口服百里香酚（20 mg/kg）两次后，骨骼肌组织中线粒体自噬显著激活（线粒体自噬指数和mCherry阳性焦点数增加），但肝脏中线粒体自噬变化不显著，可能与转基因表达模式或采样时间点有关。Western blot分析显示，急性百里香酚处理增加小鼠肝脏LC3-II/LC3-I比值和线粒体泛素Ser65位点磷酸化（PINK-1/Parkin通路激活标志），但P62蛋白水平未变。

百里香酚预防小鼠肝脏脂肪积累

在高脂饮食（HFD）诱导的肥胖模型中，慢性百里香酚干预（20 mg/kg，每周5天，共8周）不影响小鼠体重、体成分或血糖胰岛素反应，但显著降低肝脏脂肪变性（Oil Red O染色）、减小脂滴大小并降低肝脏甘油三酯含量。Western blot显示肝脏P62蛋白水平降低，表明自噬通量增强。这些结果提示百里香酚通过激活肝脏自噬/线粒体自噬缓解饮食性肥胖相关的肝脂肪堆积，且不依赖体重改变。

百里香酚延长线虫健康寿命

在野生型线虫中，百里香酚和香芹酚处理增加年轻和老年动物GFP::LGG-1斑点数量（自噬体标志），逆转年龄相关的自噬水平下降。利用mtRosella线粒体报告品系，证实百里香酚诱导的线粒体自噬依赖于pink-1基因。热应激实验中，百里香酚预处理72小时显著改善线虫在37°C热休克后的运动活性恢复，且该保护效应在daf-16、pink-1和aak-2（AMPK同源基因）突变体中消失，但不受skn-1（NRF2同源物）影响。终生百里香酚处理改善老年线虫运动能力（速度、行进距离），并减少体壁肌肌原纤维损伤（MYO-3::GFP观察），但不影响总体寿命。

百里香酚延缓小鼠表观遗传衰老和体能衰退

在加速衰老模型SAMP8小鼠中，12周百里香酚干预降低骨骼肌表观遗传年龄约20%（基于泛组织表观遗传时钟）。组织学分析显示胫骨前肌纤维横截面积增加13%，频率分布向大纤维移动。行为学测试表明，百里香酚处理组小鼠跑步机耐力提高2倍（基线至终点），握力得以维持（对照组下降36%），运动协调性（旋转棒）和工作记忆（Y迷宫）均改善。分子机制上，骨骼肌中PINK-1蛋白表达增加，炎症相关基因签名（TNF-NF-κB）下调，但线粒体呼吸链蛋白和线粒体未折叠蛋白反应标志物无显著变化。

综上所述，本研究发现草药来源的萜类化合物百里香酚和香芹酚可通过温和、瞬时降低线粒体膜电位，激活自噬和线粒体自噬，从而在多物种模型中改善代谢健康、增强应激抵抗力和延缓衰老相关表型，为营养策略促进健康衰老提供了新型候选分子和机制见解。