代谢调节

科学家终于发现麦角硫因延寿机制,核心源自NAD+提升

科学家揭秘麦角硫因延寿机制!这种藏在蘑菇、谷物中的神奇成分,通过提升NAD+水平,显著延长线虫和大鼠寿命,增强肌肉耐力,对抗血管老化。多吃菌菇、全谷物,或能助你优雅老去,健康长寿!

 


在我们日常的饮食中,很多食物中都含有一种神奇的成分——麦角硫因(Ergothioneine, ET),比如蘑菇、菌类、谷物等。因其强抗氧化能力,麦角硫因一直以来被广泛添加在护肤品中,还是近两年来,才被报道具有延长寿命、延缓衰老的潜力。但它是如何延长寿命的具体机制一直没有研究清楚。

最近,德国莱布尼茨分析科学研究所发表在《细胞代谢》上的研究,不仅证明了麦角硫因可以显著延长线虫和老年大鼠的寿命,还首次揭示了麦角硫因通过NAD+水平提高延长寿命的机制[1]。

麦角硫因——藏在小麦中的延寿秘诀

麦角硫因是一种含硫的氨基酸类化合物[3]。它被认为具有强大的抗氧化和抗炎作用。

与常见的抗氧化剂如维生素C、E不同,麦角硫因具有独特的硫代咪唑环结构,使其能够稳定地存在于体内,并精准地靶向清除线粒体等关键细胞器中的自由基[5]。麦角硫因还能调节炎症反应,保护DNA免受损伤[6]。这些特性使得麦角硫因成为研究人员眼中的“长寿候选化合物” [10]。

麦角硫因化学结构式(Wikipedia)

麦角硫因最早于 1909 年由法国科学家查尔斯·坦雷特(Charles Tanret)在麦角菌中发现并命名[2]。虽然人类无法自行合成麦角硫因,但我们的身体却进化出了专门的转运蛋白OCTN1(由 slc22a4 基因编码)来从食物中主动吸收和运输麦角硫因[4]。

寄生在小麦上的麦角菌(Wikipedia)

2020年的一项研究发现,人血液中麦角硫因水平与人心血管疾病死亡率、全因死亡率存在显著正相关[7]。这或许解释了为什么在长寿地区居民的饮食中,蘑菇等富含麦角硫因的食物占据重要地位。

近年来,已有研究证明麦角硫因可以延长线虫、果蝇、小鼠的寿命[8,9]。其中,去年一项发表在《老年医学》上的研究表明,给多年龄段雄性小鼠每天喂麦角硫因,可以将平均和中位寿命分别延长16%和21%,还能改善小鼠虚弱症。

但是该研究并未阐明麦角硫因是如何发挥延寿功能的,也就是说,直至我们今天讲的这项研究发表,麦角硫因的延寿机制一直是个谜。

麦角硫因延寿机制的核心还是要靠NAD+

相信关注衰老领域的朋友一定很熟悉NAD+(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸),NAD+就像细胞的供电站,它能将食物中的能量转化为细胞能够使用的能量——ATP(三磷酸腺苷)[11]。没有NAD+,细胞就无法工作。

著名长寿科学研究者戴维·辛克莱(David A Sinclair)就曾发表《细胞》论文支持NAD+的延寿功效[17]。

戴维·辛克莱(David A Sinclair)(Wikipedia)

踏破铁鞋无觅处,这次研究者们发现麦角硫因延寿的核心就是因为提升了NAD+的水平

麦角硫因在体内可以成功“指挥”甘油-3-磷酸脱氢酶(cGPDH)发生过硫化修饰(persulfidation),cGDPH在体内负责催化NADH 转化为NAD+,从而使NAD+水平升高,而达到了延寿效果。


cGDPH催化NADH转化为NAD+示意图(Wikipedia)

我们可以把麦角硫因指挥cGDPH的过程想象成一场战斗。在这场战斗中,麦角硫因是指挥官,胱硫醚γ-裂解酶(CSE)就是"防弹衣生产工厂"[12],负责加班加点生产"防弹衣原料"硫化氢(H₂S)。

当这些原料与蛋白质相遇时,就会在蛋白质的特定部位(通常是半胱氨酸残基的巯基,-SH)上添加一个硫原子,形成"二硫键"或"多硫键",就像给蛋白质穿上了坚固的防弹衣[13],这个穿防弹衣的过程就是过硫化修饰,能够帮助蛋白质更好地抵抗氧化损伤

而cGDPH就是受益蛋白。 cGPDH的活性增强了,能够减少氧化损伤,产生更多的NAD+,NAD⁺水平的提升有助于改善线粒体功能、增强肌肉质量和血管生成,并提高运动耐力,也就此达到延长寿命、延缓衰老的效果。

延长寿命,跑得更远,肌肉更强!

麦角硫因的延寿效果如何?

线虫的效果就不用多说了,成年线虫在 5 mM 麦角硫因处理后,运动能力和抗应激能力显著提高,中位寿命也延长了20%

麦角硫因延长线虫寿命(参考资料[1])

我们再来看鼠鼠的数据。本研究选用的是 9 个月大的雄性野生型 Wistar 大鼠(相当于人类40岁左右),用含有 20 mg/kg ET 的水喂养3周后,发现大鼠的耐力和肌肉质量都有所提升。

麦角硫因增强大鼠肌肉耐力(参考资料[1])

另外,研究人员还观察到,在大鼠的肌肉组织切片中,每根肌纤维的血管总数明显增加,而且接受 ET 治疗的大鼠肌肉中血管内皮生长因子 (VEGF) 受体水平更高。这说明麦角硫因可能会刺激新血管的生成来对抗血管老化,从而改善肌肉衰老。

麦角硫因对抗大鼠血管老化(参考资料[1])

如何通过饮食补充麦角硫因?

我们体内不能自己合成麦角硫因,只能靠外源获得,也就是说,只能通过吃来补充麦角硫因。

麦角硫因的来源十分丰富,长寿之家Changshou.com总结了几类富含麦角硫因的食物供你参考:

菌菇类:牛肝菌类的麦角硫因含量最丰富,每100克干重可含高达7毫克麦角硫因[3]。香菇、平菇、金针菇等常见食用菌也含有丰富的麦角硫因。蘑菇中的麦角硫因含量与其颜色深浅呈正相关,深色蘑菇通常含量更高[14]。

牛肝菌(Wikipedia)

植物性食物:全谷物是植物性麦角硫因的重要来源,其中燕麦、黑麦、大麦含量尤为突出[15]。豆类如黑豆、红豆也含有一定量的麦角硫因。

动物性食物:动物性食物中麦角硫因含量相对较低,但动物肝脏、肾脏等器官组织中含有一定量的麦角硫因[15]。研究发现草饲动物的肉类中麦角硫因含量高于谷饲动物[16]。建议适量食用动物肝脏,尽量优选草饲肉类

总之,这项研究揭示了麦角硫因通过激活CSE、促进蛋白质过硫化修饰、提升NAD+水平的分子机制,展现了其作为"长寿分子"的强大潜力。从改善线粒体功能到增强肌肉质量,麦角硫因的多重抗衰老效应为我们提供了对抗衰老的新思路。

这项发现不仅解答了麦角硫因延寿机制的谜团,更为通过饮食干预实现健康老龄化指明了方向,让优雅老去、健康长寿的未来更加可期。


 



参考资料:


[1]Petrovic D, Slade L, Paikopoulos Y, et al. Ergothioneine improves healthspan of aged animals by enhancing cGPDH activity through CSE-dependent persulfidation. Cell Metab. Published online January 1, 2025. Online ahead of print.

[2]Tanret, C. (1909). Sur un nouveau principe immediat de l'ergot de seigle, l'ergothioneine. Comptes Rendus de l'Académie des Sciences, 149, 222-224.

[3]Kalaras MD, Richie JP, Calcagnotto A, Beelman RB. Mushrooms: A rich source of the antioxidants ergothioneine and glutathione. Food Chem. 2017;233:429-433. 

[4]Gründemann D, Harlfinger S, Golz S, et al. Discovery of the ergothioneine transporter. Proc Natl Acad Sci U S A. 2005;102(14):5256-5261. 

[5]Paul BD, Snyder SH. The unusual amino acid L-ergothioneine is a physiologic cytoprotectant. Cell Death Differ. 2009;17(7):1134-1140. 

[6]Cheah IK, Halliwell B. Ergothioneine, recent developments. Redox Biol.  2021;42:101868. 

[7]Smith E, Ottosson F, Hellstrand S, et al. Ergothioneine is associated with reduced mortality and decreased risk of cardiovascular disease. Heart. 2019;106(9):691-697. 

[8]Pan HY, Ye ZW, Zheng QW, et al. Ergothioneine exhibits longevity-extension effect in Drosophila melanogaster via regulation of cholinergic neurotransmission, tyrosine metabolism, and fatty acid oxidation. Food Funct. 2021;13(1):227-241. 

[9]Katsube M, Ishimoto T, et al. Ergothioneine promotes longevity and healthy aging in male mice. GeroScience. 2024;46(4):3889-3909. 

[10]Ames BN. Prolonging healthy aging: Longevity vitamins and proteins. Proc Natl Acad Sci U S A. 2018;115(43):10836-10844. 

[11]Wikipedia contributors. (2025, January 26). Nicotinamide adenine dinucleotide. 

[12]Yang G, Wu L, Jiang B, et al. H 2 S as a Physiologic Vasorelaxant: Hypertension in Mice with Deletion of Cystathionine γ-Lyase. Science. 2008;322(5901):587-590. 

[13]Paul BD, Snyder SH. H2S signalling through protein sulfhydration and beyond. Nat Rev Mol Cell Biol.2012;13(8):499-507. doi:10.1038/nrm3391

[14]Dubost, N. J., Ou, B., & Beelman, R. B. (2007). Quantification of polyphenols and ergothioneine in cultivated mushrooms and correlation to total antioxidant capacity. Food Chemistry, 105(2), 727-735.

[15]Ey J, Schömig E, Taubert D. Dietary sources and antioxidant effects of ergothioneine. J Agric Food Chem. 2007;55(16):6466-6474. 

[16]Understandingag. Phytonutrient Advantage: Building Better Beef – Part 2. Understanding Ag. Published October 28, 2023. 

[17]Gomes AP, Price NL, Ling AJY, et al. Declining NAD+ Induces a Pseudohypoxic State Disrupting Nuclear-Mitochondrial Communication during Aging. Cell. 2013 Dec 19;155(7):1624-38.


 





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