當我們在煮蝦和蟹時，你會發現它們的顔色會變成紅色，你有沒有想過這是為什麼？其實，這與藏在蝦和蟹殼中的一種物質—— 蝦青素有關。

蝦青素雖然取名為“青”，但其本質是種紅色的類胡蘿蔔素，它在蝦和蟹的體内是以與蛋白質結合的形式存在的，呈現為青灰色，故取名為蝦青素。這種蛋白質在高溫下會失去活性，釋放出遊離的蝦青素，呈現出原本的紅色[1]。

蝦青素作為類胡蘿蔔素家族的一員，自帶抗氧化性，它的抗氧化能力是維生素E的100多倍，被譽為“超級抗氧化劑”[2]。近幾年來蝦青素在抗衰方面受到了很大的關注，先前的研究發現蝦青素在腎髒、肝髒和肺等多個器官中都能促進自噬，起到延緩衰老的作用[3]。

得益于蝦青素特有的水油溶解性，使得其能夠快速穿過血腦屏障[4]，那麼蝦青素在大腦中會不會也能發揮類似的作用呢？近日，天津醫科大學張緒梅教授團隊和劉歡副教授團隊，以及湯臣倍健營養健康研究院張旭光教授研究團隊在權威期刊《Nutritional Neuroscience》上公布了研究成果，他們發現蝦青素可以通過誘導自噬來延緩與年齡相關的認知能力和運動能力下降[5]。

要想研究蝦青素與大腦衰老的關系，再也沒有比SAMP10小鼠更好、更便捷的模型了，這是種加速衰老的模型小鼠，其特點是海馬體CA1區神經元的減少和膠質細胞源性神經營養因子的低表達，表現為腦萎縮和學習認知障礙[6]，認知功能下降是衰老的重要特征。因此這次研究選擇了SAMP10小鼠作為研究對象。

研究人員首先研究蝦青素能否改善與年齡相關的認知能力和運動能力的下降，于是他們進行了第一批實驗，他們将6個月大的雄性SAMP10小鼠均分為四組，每組12隻，分别給予低(0.4mg/g)、中(0.8mg/g)、高(1.6mg/g)三種不同劑量的蝦青素，持續3個月，并拿正常衰老的SAMR1小鼠和不補充蝦青素的SAMP10小鼠作為對照組。

結果顯示補充蝦青素可以改善因衰老引起的學習記憶能力和運動能力下降，但是這種改善效果與劑量本身無關。補充不同劑量蝦青素的三組小鼠，其學習記憶能力和運動能力并沒有顯著差異。

圖注：左：五組小鼠在Morris水迷宮的逃逸潛伏期 右：補充蝦青素對五組小鼠前肢相對握力的影響

研究人員推測蝦青素提高學習記憶能力和運動能力，延緩大腦衰老的機制可能包括以下三點：減輕大腦皮層和海馬體的神經元損傷、上調自噬基因來誘導自噬、調節信号通路來影響自噬。

通過對大腦皮層和海馬體CA1區神經元形态的觀察，研究人員發現未補充蝦青素的小鼠神經元分布較為稀疏和紊亂，在形态上表現為輕度腫脹和變性，表明海馬體出現了神經退行性變化。而補充蝦青素則可以延緩神經元的變性并刺激神經元的存活，說明蝦青素可部分防止大腦神經退行性變化。

圖注：尼氏染色顯示的海馬體CA1區和大腦皮層中神經元的數量

除了觀察到了神經元的變化，他們還發現補充蝦青素的三組小鼠的LC3 II/LC3 I(自噬活性的指标)和Beclin-1（自噬關鍵調控蛋白複合物）的表達顯著增加，而p62(自噬蛋白，與自噬活性呈負相關)的表達顯著降低。結果表明，補充蝦青素會提高大腦細胞的自噬水平，并且中等劑量(0.8 mg/g)的蝦青素促進自噬效果最好。

圖注：不同劑量蝦青素對自噬指标的影響，從左到右依次為：Beclin-1、p62、LC3 II/LC3 I

自噬除了依賴自噬蛋白以外，還有一些信号通路也會影響自噬。實驗結果表明，補充蝦青素會降低IGF-1和p-Akt的表達，進而抑制mTOR的活性和提升FoxO3a的水平，在三個不同劑量組中，中等劑量蝦青素組抑制mTOR和提升FoxO3a水平效果都是最佳的。這似乎意味着蝦青素能通過調節IGF-1/Akt/mTOR和IGF-1/Akt/FoxO3a這兩個信号通路來影響自噬。

圖注：不同劑量蝦青素對信号通路的影響，B：IGF-1 C：p-akt D:mTOR

為了證明蝦青素延緩大腦衰老主要是通過自噬，研究人員于是做了第二批實驗，他們另設了一組，在蝦青素中添加了自噬抑制劑3-MA，發現添加自噬抑制劑的那組，其蝦青素誘導的自噬被部分抵消了，并且蝦青素對學習記憶能力和運動能力的提升效果也大不如前，這進一步證實了蝦青素是通過誘導自噬來實現延緩大腦衰老的。

圖注：對照組、蝦青素組、蝦青素 3-MA組的自噬活性指标，左：Beclin-1 右：LC3 II/LC3 I

由于大腦的複雜性和血腦屏障的存在，大腦衰老一直是衰老領域的難題，例如常見的神經退行性疾病阿爾茲海默症，而蝦青素能自由地穿越血腦屏障，這表明它或許是種潛在延緩大腦衰老的物質。

之前對于蝦青素的研究主要有兩個方向，一個是研究蝦青素強大的抗氧化性對于延緩衰老的作用[7]，另一個是研究蝦青素在不同器官中促進自噬的作用[3]，這項研究巧妙地将兩者結合起來，發現蝦青素發揮抗衰的作用更多地是通過促進自噬來實現的。

當然，這項研究也有一定的局限性，我們已經知道蝦青素可以通過促進自噬來延緩衰老，而自噬是一種分解代謝過程，能通過清除自由基來改善細胞微循環。這種清除自由基的方式與抗氧化性不謀而合，而蝦青素又是種強大的抗氧化劑，那麼蝦青素是不是通過激活自噬來發揮其抗氧化作用的？這項研究并未作出讨論，需要進行更加深入的探索和研究。

但無論怎樣，這項研究首次發現了蝦青素可以通過誘導自噬來延緩因年齡而導緻的學習認知能力和運動能力下降，而自噬作為影響衰老的重要機制[8]，表明蝦青素或許是一種具有抗衰特性的潛在的膳食補充劑。我們也期待未來會有更多關于蝦青素延緩衰老的研究。

參考文獻

[1]why-do-shellfish-change-colour-when-cooked

[2]PharmaNutrition, 3(4), 115-122.

[3] Marine Drugs, 17(10), 546.

[4] Marine drugs, 13(9), 5750-5766.

[5] Nutritional Neuroscience, 1-11.

[6]Journal of pharmacological sciences, 92(1), 28-34.

[7]ACS omega, 5(30), 19120-19130.

[8] Nature, 558(7708), 136-140.

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