《Food Bioscience》：Triterpenoid saponin-containing
Holothuria leucospilota extract mitigates amyloid-β proteotoxicity in transgenic
C. elegans through activations of protein clearance and stress resistance pathways
编辑推荐：
本研究针对阿尔茨海默病(AD)中Aβ蛋白毒性这一关键问题，探索了黑海参(Holothuria leucospilota)提取物的神经保护潜力。研究人员发现其乙酸乙酯组分(HLEA)在500 μg/mL浓度下能显著延缓Aβ诱导的麻痹行为、改善化学趋向性缺陷，并通过激活泛素-蛋白酶体系统(UPS)、自噬-溶酶体途径(ALP)及SKN-1/NRF2、DAF-16/FOXO信号通路，有效清除Aβ寡聚体、降低氧化应激、延长寿命。该研究为海洋天然产物开发为AD治疗剂提供了新思路。
随着全球人口老龄化加剧，阿尔茨海默病(Alzheimer's Disease, AD)已成为威胁老年人健康的重大公共卫生问题。这种神经退行性疾病的核心病理特征之一是β-淀粉样蛋白(Amyloid-β, Aβ)在大脑中的异常聚集，形成有毒的寡聚体和斑块，引发神经元损伤、氧化应激和认知功能障碍。尽管科学家们多年来致力于开发AD治疗药物，但现有疗法大多针对单一靶点，效果有限且常伴随副作用。因此，从天然产物中寻找多靶点、低毒性的治疗策略成为当前研究的热点。
海洋生物作为天然活性物质的宝库，其中海参作为传统药食两用资源，在亚洲国家已有悠久的应用历史。黑海参(Holothuria leucospilota)作为一种重要的海洋生物，先前研究发现其提取物具有抗氧化、抗肿瘤、抗肥胖等多种生物活性，特别是其对帕金森病的神经保护作用已得到证实。然而，这种海洋生物是否同样对阿尔茨海默病具有防治潜力，其作用机制如何，仍有待深入探索。
在这项发表于《Food Bioscience》的研究中，泰国玛希隆大学的研究团队系统评估了黑海参提取物对AD模型的影响。研究人员采用转基因秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)作为实验模型，这种模式生物虽然体型微小，但其基因与人类有高度同源性，特别是与蛋白质稳态和抗氧化防御相关的通路高度保守，使其成为研究神经退行性疾病的理想工具。
研究团队通过液-液萃取法从黑海参体壁中获得了乙醇(HLET)、乙酸乙酯(HLEA)和水(HLAQ)三个组分，并首先进行了安全性评估。致死性实验表明，所有组分在50-500 μg/mL浓度范围内对野生型线虫均无毒性，存活率均超过95%，为后续研究奠定了安全性基础。
在关键技术方法方面，研究采用了多种实验手段：通过麻痹实验评估肌肉Aβ表达线虫的运动功能；利用化学趋向性实验检测神经元Aβ表达线虫的感官功能；采用X-34染色和Jess自动化Western Blot技术分别定量Aβ沉积和寡聚体水平；通过H2DCF-DA染色测量活性氧(ROS)水平；利用寿命实验评估提取物对线虫生存期的影响；通过RNA测序和RT-qPCR分析基因表达变化；借助荧光显微镜观察转录因子核定位；最后采用LC-MS-QToF技术鉴定提取物的化学成分。
3.1. H. leucospilota提取物在C. elegans中表现无毒性
研究人员发现所有浓度的提取物处理均不会影响线虫的存活率，证实了黑海参提取物在实验浓度下的生物安全性。
3.2. 黑海参乙酸乙酯组分(HLEA)延缓AD线虫的麻痹行为
在500 μg/mL浓度下，HLEA能显著推迟Aβ诱导的麻痹发生，使半数麻痹时间(PT50)从29.95小时延长至32.64小时，表明其能有效缓解Aβ对肌肉功能的损害。
3.3. HLEA改善神经元Aβ表达线虫的化学趋向性缺陷
HLEA处理使AD线虫的化学趋向指数从0.1显著提升至0.39，接近正常水平，说明其能修复Aβ引起的神经元功能异常。
3.4. HLEA减轻肌肉Aβ表达AD线虫中的Aβ沉积
通过X-34染色发现，HLEA处理使Aβ沉积数量减少至对照组的0.4倍，沉积面积减少77%，证实其能有效抑制Aβ聚集。
3.5. HLEA抑制AD线虫中的Aβ寡聚化
Western Blot分析显示，HLEA能显著降低多种Aβ寡聚体水平，包括三聚体(13.5 kDa)、球状寡聚体(44-48 kDa)、十二聚体(56 kDa)等，表明其具有广泛的抗Aβ寡聚化活性。
3.6. HLEA抑制AD线虫中的氧化应激
ROS检测结果表明，HLEA处理使AD线虫的ROS水平从142.41%降至108.14%，接近正常水平，证明其具有较强的抗氧化能力。
3.7. HLEA延长AD线虫的缩短寿命
寿命实验显示，HLEA处理使AD线虫的平均寿命从5.994天延长至6.877天，延长率达14.73%，表明其能有效缓解Aβ引起的整体毒性。
3.8. HLEA上调溶酶体、蛋白酶体和抗氧化通路相关基因的差异表达
RNA测序分析发现，HLEA处理引起462个差异表达基因，其中388个基因上调，主要富集在溶酶体、蛋白酶体和抗氧化通路。
3.9. HLEA上调泛素-蛋白酶体系统、自噬-溶酶体途径和抗氧化通路相关基因的转录水平
RT-qPCR验证显示，HLEA显著上调泛素(ubq-1)、蛋白酶体亚基(pas-3、pas-4、pas-5等)和自噬相关基因(atg-7、lmp-1)的表达，同时增强抗氧化基因(gst-4、sod-3)的表达。
3.10. HLEA通过SKN-1和DAF-16的作用激活抗氧化基因
荧光显微镜观察发现，HLEA促进SKN-1和DAF-16转录因子向细胞核转移，并增强其下游靶基因gst-4和sod-3的表达，表明其通过激活这些关键应激抵抗通路发挥作用。
3.11. HLEA中的皂苷成分
LC-MS分析鉴定出HLEA中含有75种皂苷类化合物，其中以三萜皂苷为主，包括Holothurinoside D(18.43%)和Nobiliside A(18.36%)等主要成分。
研究结论与讨论部分指出，黑海参乙酸乙酯提取物(HLEA)通过多靶点作用机制发挥抗AD效果。其核心机制涉及激活蛋白质质量控制系统的两个主要分支：泛素-蛋白酶体系统(UPS)负责降解可溶性Aβ寡聚体，而自噬-溶酶体途径(ALP)则清除较大的Aβ聚集体。同时，HLEA通过促进SKN-1(相当于哺乳动物的NRF2)和DAF-16(相当于FOXO)转录因子的核转位，激活内源性抗氧化防御系统，减轻氧化应激损伤。
值得注意的是，该研究首次系统阐明了黑海参提取物对抗Aβ蛋白毒性的分子机制，特别是发现了其同时调控UPS和ALP两条蛋白清除通路的独特优势。这种多靶点作用模式与传统单靶点药物相比，可能更适用于AD这种复杂疾病的治疗。此外，研究通过LC-MS技术明确了HLEA的主要活性成分为三萜皂苷类化合物，为后续活性成分的分离纯化和结构优化提供了重要线索。
这项研究不仅为海洋天然产物的药用开发提供了科学依据，也为AD的防治策略提供了新思路。未来研究可进一步聚焦于特定皂苷单体的活性评价、作用机制解析，以及在高等动物模型中的验证，推动这一海洋天然产物向临床应用转化。
