绿原酸通过转录因子EB介导的自噬-溶酶体途径促进皮肤中晚期糖基化终产物的降解

《Food and Bioproducts Processing》：Chlorogenic acid promotes the degradation of advanced glycation end-products in skin via transcription factor EB mediated autophagy-lysosomal pathway

氯ogenic酸通过激活自噬-溶酶体途径促进AGEs降解，改善小鼠皮肤糖化并恢复胶原密度。机制涉及TFEB去磷酸化核转位上调LAMP-1/p62/CTSD表达。研究证实CA作为天然TFEB激活剂可增强皮肤糖化清除，具有抗糖化药物潜力。

　　

朱宇航|王张铁|卢白一

浙江大学生物系统工程与食品科学学院，农业农村部农产品质量评价与健康效益重点实验室，农业农村部农产品储存与保鲜质量安全风险评估重点实验室，浙江省农业食品资源与高值化利用重点实验室，中国杭州

摘要

晚期糖基化终产物（AGEs）在光老化皮肤中逐渐积累，损害了细胞内的清除机制。本研究证明，绿原酸（CA）通过激活自噬-溶酶体途径增强了真皮成纤维细胞中AGEs的降解。在改良的D-半乳糖诱导的小鼠模型中，口服给予CA（200 mg kg^-1 day^-1）可使皮肤中的AGEs减少42%，恢复胶原蛋白密度，并减轻氧化损伤。机制上，转录因子EB（TFEB）的去磷酸化促进了其向核内的转运，进而上调了与溶酶体生物发生相关的基因表达，包括溶酶体相关膜蛋白1（LAMP-1）、隔离体1（p62）和组织蛋白酶D（CTSD）。体外实验表明，敲低TFEB或抑制CTSD会阻止CA诱导的AGEs降解。这些发现表明CA是一种天然TFEB激活剂，能够增强皮肤中糖基化的清除作用，支持其作为新型抗糖基化剂的潜力。

引言

糖基化是一种非酶促的、自发的过程，其中游离糖与蛋白质、脂质和核酸的氨基共价结合，形成不稳定的席夫碱（Uceda等人，2024年）。这些席夫碱经历一系列重排和断裂过程，最终产生晚期糖基化终产物（AGEs），它们是糖基化过程的关键生物标志物（Han等人，2023年；Paul & Bailey，1996年）。AGEs对胶原蛋白和弹性蛋白等寿命长、结构稳定的蛋白质具有破坏性作用，从而导致皮肤弹性下降。AGEs在组织中的积累会损害蛋白质的稳定性和功能性，进而影响细胞和组织的功能。这一过程被认为是皮肤衰老的关键机制之一（Perrone等人，2020年）。

自噬-溶酶体途径在细胞内成分的降解中起着关键作用，溶酶体内的组织蛋白酶D（CTSD）是负责降解AGEs及其修饰蛋白的主要蛋白酶（Xu等人，2018年）。先前的研究表明，CTSD的表达和活性降低会抑制皮肤成纤维细胞中AGEs的降解（Grimm等人，2010年）。转录因子EB（TFEB）是溶酶体生物发生和自噬的关键调节因子。去磷酸化后，TFEB从细胞质转移到细胞核，在那里它调控参与自噬体形成、溶酶体生物发生和溶酶体功能的基因表达。这一过程确保了溶酶体的pH值和酶（如CTSD）的蛋白水解活性（Sardiello等人，2009年；Settembre等人，2011年）。在衰老细胞中，TFEB和转录因子E3（TFE3）在S142和S211位点的磷酸化水平较低。p16/INK4a-CDK4和RagC-mTORC1等通路的失调会阻碍TFEB/TFE3的磷酸化，从而促进它们向核内的转运并增强溶酶体生物发生（Curnock等人，2023年）。除了通过关键磷酸化位点调节TFEB的活性和亚细胞定位外，细胞质中磷酸化的无菌α基序结构域蛋白（SMAD3）也能转移到细胞核，与TFEB基因的3?-UTR结合，抑制其转录表达。这种抑制作用会损害溶酶体生物发生并导致溶酶体耗竭（Yang等人，2021年）。

自噬是一种进化上保守的细胞过程，负责降解和清除功能失调的细胞器、错误折叠的蛋白质和外来物质。这一过程依赖于自噬体的形成及其与溶酶体的融合，通过溶酶体途径促进降解（Shin等人，2025年）。功能失调的溶酶体或溶酶体数量不足会损害自噬降解，从而导致溶酶体贮积症等疾病的发作（Zhang等人，2024年）。研究表明，环状RNA-406918可以增强光老化皮肤成纤维细胞中的自噬并增加溶酶体内CTSD的表达，从而促进AGEs的降解（Qu等人，2023年）。此外，去磷酸化的TFEB在细胞质中转移到细胞核，与目标基因的CLEAR序列结合，从而上调与自噬相关的基因表达（Tan等人，2022年）。因此，通过激活TFEB介导的自噬-溶酶体途径来增强溶酶体降解，有望缓解皮肤中AGEs的积累。

绿原酸（CA）是一种典型的多酚，广泛存在于水果、蔬菜和草药中（Lu等人，2020年）。绿咖啡豆中的CA含量特别高，是天然植物中浓度最高的，重量占比为6%至12%（Wang等人，2022年）。作为一种生物活性化合物，CA具有广泛的治疗优势，尤其是在治疗与慢性代谢紊乱和年龄相关疾病相关的病理状况方面（Nguyen等人，2024年）。研究表明，CA可以通过保护易受糖基化影响的蛋白质位点、清除活性羰基化合物、螯合金属离子以及降低血糖水平来抑制AGEs的形成（Sadeghi等人，2023年）。然而，CA促进哺乳动物皮肤中AGEs降解的潜力仍不甚清楚。因此，本研究阐明了CA通过调节TFEB介导的自噬-溶酶体途径在体内和体外促进AGEs降解的机制。

部分摘要

体内皮肤糖基化模型

本研究中的所有动物实验方案均经过浙江大学动物管理与伦理委员会的审查和批准（批准编号：ZJU20240723）。所有操作均严格遵循国家研究委员会的《实验动物护理和使用指南》以及浙江大学的动物福利伦理标准。我们尽一切努力减少动物痛苦并降低使用的动物数量。

CA在小鼠皮肤糖基化模型中通过AGEs降解发挥的抗糖基化作用

多项研究已证实血糖水平升高与通过糖基化反应形成的AGEs积累之间存在关联（Abdelkader等人，2022年；Qiu等人，2021年）。在我们的研究中，8周的D-半乳糖和高脂饮食处理后，MOD组的糖化血清蛋白（GSP）水平显著高于CON组（P < 0.01）（图1B）。值得注意的是，在停止D-半乳糖和高脂饮食后，继续监测GSP水平

结论

本研究通过给予D-半乳糖和高脂饮食8周建立了改良的小鼠皮肤糖基化模型。之后停止D-半乳糖的给予，直到其被小鼠体内代谢并排出，血清AGEs水平停止上升。随后，小鼠通过口服给予三种不同剂量的绿原酸4周。结果表明，在停止D-半乳糖的同时

作者贡献声明

王张铁：撰写——审稿与编辑，实验研究。朱宇航：撰写——初稿，软件操作，实验研究，概念构思。卢白一：撰写——审稿与编辑，验证，实验监督，资源获取，概念构思

未引用的参考文献

Adeli等人，2012年。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

本研究得到了浙江省“先锋”和“领头雁”研发计划[项目编号：2025C01100]、浙江省重大研发计划[项目编号：2019C02070]以及浙江省基本公共福利研究[项目编号：LGN20C200010]的支持。