一项新的啮齿动物研究发现,麦角硫因可能增强昼夜节律的稳定性并抵消 NAD+ 的消耗
这项2026年发表的研究发现,麦角硫因(Ergothioneine,EGT)可能通过改善NAD+代谢和细胞氧化还原状态,帮助恢复衰老过程中下降的昼夜节律,为抗衰老、生物钟调控、NAD+增强和健康寿命研究提供新的方向。
随着时间的推移,我们的睡眠-觉醒周期节律稳定性会下降,从而导致睡眠和健康问题。最新研究发现,一种来自蘑菇的天然物质——麦角硫因,能通过调节细胞内的能量货币NAD+,显著增强生物节律的振幅,抵抗因衰老或NAD+耗竭导致的昼夜节律紊乱。
这项发表于《Biochemical and Biophysical Research Communications》的研究,为通过膳食补充改善睡眠质量和延缓神经退行性疾病提供了全新思路。
衰老偷走的不只是年龄,还有身体内部那块精准运行的“时间芯片”。
衰老改变身体内部时间系统
人体并不是按照简单的年龄数字运行,而是依靠一套复杂的时间管理系统维持生命活动。这套系统叫做昼夜节律,它像隐藏在细胞内部的计时器,让睡眠、激素分泌、代谢活动、免疫反应都按照接近24小时的周期变化。
负责控制全身节律的核心区域位于大脑下丘脑中的视交叉上核。它接收来自眼睛的光线信息,根据昼夜变化调整整个身体的时间信号,同时协调肝脏、肌肉、血管等组织中的外围生物钟。
年轻状态下,这套系统像一支训练有素的乐队。每个器官虽然负责不同任务,但都按照统一节拍工作。然而随着年龄增加,这种同步能力逐渐下降,人体内部的时间信号开始变弱。
研究发现,老年人常出现睡眠时间缩短、睡眠质量下降、活动节律碎片化等问题。动物实验也显示,衰老小鼠的大脑生物钟振幅降低,活动开始时间更加不稳定。
这种变化并不仅影响睡眠。昼夜节律紊乱与神经退行性疾病风险增加存在关联,包括阿尔茨海默病、相关痴呆以及帕金森病等。因此,科学家越来越关注一个问题:衰老为什么会让身体内部的“时间系统”逐渐失灵?
细胞生物钟控制生命节拍
细胞内部的时间系统依靠一组特殊基因维持,这些基因形成一个转录—翻译反馈循环。其中,CLOCK和BMAL1两个核心蛋白结合后,会启动Per和Cry基因表达。随后产生的PER和CRY蛋白又会反过来抑制CLOCK/BMAL1活动。当这些蛋白逐渐降解,新一轮循环重新开始。
这种不断启动、关闭、恢复的过程,就形成了接近24小时的分子振荡。其中PER2是研究生物钟的重要指标。论文使用了一种特殊细胞模型——PER2::LUC小鼠胚胎成纤维细胞。这类细胞经过基因改造后,可以让PER2表达变化转化为荧光信号。研究人员通过检测荧光强弱,就能够观察细胞内部生物钟运行是否稳定。
如果节律振幅变大,说明细胞时间信号更强、更稳定。如果周期长度变化,说明内部计时速度发生改变。如果周期之间波动增加,说明系统稳定性下降。因此,研究人员观察的并不是简单的“有没有节律”,而是分析这套时间系统运行是否精准。
NAD+连接衰老与生物钟
这项研究真正重要的地方,在于它把生物钟衰退和NAD+代谢联系起来。NAD+是一种参与细胞能量转换和信号调控的重要分子。过去十多年,大量衰老研究关注NAD+下降,因为随着年龄增加,人体多个组织中的NAD+水平会减少。
NAD+最受关注的功能之一,是作为SIRT1酶的辅助分子。SIRT1是一类依赖NAD+工作的去乙酰化酶,可以调节染色质状态以及多个衰老相关过程。在生物钟领域,SIRT1能够影响核心时钟基因表达,包括调节PER2相关机制。
可以把SIRT1理解为生物钟系统里的“校准工具”:
NAD+充足时,SIRT1能够正常工作,帮助维持细胞节律。随着衰老发生,NAD+下降,SIRT1活性降低,细胞内部时间信号逐渐减弱。
因此,研究人员提出一个重要假设:如果一种物质能够改善NAD+代谢,也许就能够帮助恢复衰老状态下受损的生物钟。
麦角硫因进入抗衰老研究视野
论文研究的核心物质是麦角硫因(Ergothioneine,EGT)。EGT是一种来自饮食的含硫抗氧化物,人体自身无法合成,主要依靠食物摄入。某些细菌、真菌和蓝藻能够产生EGT,而动物通过特殊转运蛋白OCTN1吸收并储存在多个组织中。
EGT近年来被称为“长寿维生素”候选物。动物研究发现,EGT补充与小鼠健康寿命改善有关;在人群观察研究中,较高血液EGT水平与较低死亡风险相关。但过去关于EGT的研究主要集中在抗氧化、炎症控制以及组织保护方面。它是否能够影响生物钟,一直没有明确答案。
这正是这篇论文试图解决的问题:麦角硫因是否能够抵抗衰老导致的昼夜节律下降?如果可以,它通过什么机制影响细胞内部时间系统?
研究人员模拟衰老环境验证EGT作用
为了观察NAD+下降是否会破坏生物钟,研究人员使用了一种特殊工具模拟衰老状态。他们选择了FK866,这是一种能够抑制NAMPT的化合物。NAMPT是细胞制造NAD+补救合成途径中的关键限速酶,当NAMPT受到抑制时,细胞内部NAD+水平会下降。
这种实验设计的意义在于,研究人员并没有直接让细胞“变老”,而是模拟衰老过程中一个重要变化:NAD+代谢能力下降。随着年龄增加,细胞维持NAD+水平的能力降低,这会影响依赖NAD+工作的酶系统,包括SIRT1。因此,FK866提供了一种观察“NAD+不足如何影响生物钟”的实验环境。
实验首先观察FK866单独作用时,PER2::LUC细胞会发生什么变化。结果显示,NAD+下降会导致生物钟振荡能力减弱。细胞PER2节律振幅降低,周期长度发生变化,同时不同周期之间的稳定性下降。换句话说,当细胞缺少NAD+时,它内部的时间系统开始出现类似衰老状态下的问题。
EGT增强细胞内部时间振荡
接下来,研究人员加入麦角硫因,观察它是否能够改善这种紊乱。实验发现,长期加入EGT后,PER2::LUC节律振幅明显增强,而且这种增强具有剂量依赖特点。所谓振幅,就是生物钟信号最高点和最低点之间的差距。
一个健康的生物钟并不是保持完全平稳,而是应该有明显的高峰和低谷。例如,人体白天需要提高代谢和活动能力,夜晚需要进入修复状态。如果昼夜之间差异越来越小,就意味着时间系统失去了清晰信号。
研究发现,EGT提高了这种节律信号强度,但并没有明显改变基础周期长度。这说明EGT主要增强了生物钟的“声音”,让细胞时间信号更加明显,而不是简单改变计时速度。
EGT抵抗NAD+下降造成的节律损伤
更关键的实验是在NAD+耗竭环境下进行。研究人员同时给予FK866和EGT,观察EGT是否能够抵抗NAD+下降带来的生物钟损伤。结果显示,即使在FK866造成NAD+不足的情况下,EGT仍然提高了PER2节律振幅,并减少了周期波动。
这说明EGT产生的效果并不仅仅来自细胞状态改善。因为如果EGT只是简单保护细胞存活,那么它提高节律信号可能只是因为细胞数量增加。研究人员进一步检测发现,FK866明显降低细胞活力,而加入EGT后,细胞活力下降程度与FK866单独处理接近,但PER2节律依然得到改善。因此,EGT对生物钟的影响无法完全由细胞保护作用解释。
EGT改变NAD+与NADH平衡
那么,EGT究竟通过什么方式影响生物钟?研究人员进一步检测细胞内部代谢状态。重点观察两个指标:一个是NAD+水平,另一个是NAD+/NADH比例。NAD+和NADH是一对参与电子转移的分子,它们共同反映细胞内部氧化还原状态。
很多人关注NAD+,认为提高NAD+数量就是改善衰老状态的关键。但这篇研究提供了一个更细致的视角:细胞健康不仅取决于NAD+有多少,也取决于NAD+和NADH之间的比例是否平衡。实验发现,在正常条件下,EGT提高了NAD+/NADH比例,但没有明显增加NAD+总量。
这意味着EGT可能通过降低还原压力、改善细胞氧化状态,让NAD+更容易发挥作用。在FK866造成NAD+耗竭时,EGT不仅提高NAD+/NADH比例,同时增加NAD+水平。因此,EGT表现出两种可能模式:在正常环境中,它主要调整细胞代谢平衡;在压力环境中,它帮助维持NAD+供应。
SIRT1成为连接生物钟与代谢的桥梁
这项研究背后的核心逻辑,是NAD+、SIRT1和生物钟之间的关系。SIRT1是一种NAD+依赖型去乙酰化酶。它参与调控染色质结构,也影响核心时钟基因表达。过去研究发现,SIRT1能够调节PER2相关机制,并参与CLOCK/BMAL1驱动的生物钟循环。
因此,衰老过程可能形成一个恶性循环:年龄增加导致NAD+下降,NAD+下降降低SIRT1活性,SIRT1功能下降削弱生物钟,生物钟紊乱进一步影响代谢和修复过程。EGT可能介入这个循环,通过改善NAD+/NADH状态,让SIRT1重新获得更好的工作环境。
不过,需要强调的是,作者提出的是机制推测。目前实验显示EGT改善了NAD+相关指标和节律表现,但尚未直接证明“SIRT1恢复就是EGT发挥作用的唯一原因”。
研究重新定义抗衰老中的时间概念
这项研究带来的最大启发,是重新认识衰老。过去很多抗衰老研究关注损伤积累,例如DNA损伤、线粒体下降、炎症增加。但生物体还有另一种衰老形式:时间系统逐渐失去精准度。
年轻身体像一台精准机械,每个零件按照统一节奏工作。衰老之后,问题并不只是零件损坏,而是整个系统的协调能力下降。肌肉不知道什么时候进入修复模式,大脑不知道什么时候切换休息状态,代谢系统无法准确判断什么时候储存能量,什么时候消耗能量。
生物钟因此成为连接基因、代谢和环境的重要接口。EGT研究说明,未来抗衰老策略可能不仅需要修复损伤,还需要重新校准生命运行节奏。
麦角硫因连接抗衰老代谢网络
这项研究的重要价值,在于它把一个看似属于睡眠领域的问题,连接到了整个衰老代谢网络。过去,人们通常把昼夜节律理解为睡觉和清醒的规律。但现代生物学发现,生物钟实际上控制着大量细胞行为,包括能量产生、DNA修复、蛋白质合成、免疫调节以及线粒体活动。
细胞并不是随时以最高效率工作。它需要根据时间安排任务。白天,身体倾向于提高能量利用和外界适应能力;夜晚,则更多进入修复和维护阶段。当生物钟紊乱时,很多代谢过程会出现错位。
例如,本应该在休息阶段启动的修复程序没有及时开启,本应该在活动阶段增强的代谢程序提前或延迟启动。这种长期错位,会增加身体压力。因此,衰老不仅表现为细胞功能下降,也表现为生命节奏逐渐失去协调。
NAD+下降削弱细胞时间精准度
NAD+在这篇论文中扮演了关键角色。它既是能量代谢的重要辅酶,也是连接环境、代谢和基因表达的信号分子。年轻细胞拥有较好的NAD+循环能力,可以持续维持SIRT1等NAD+依赖酶的活性。
但随着年龄增加,NAD+生成能力下降。其中一个重要原因,是NAD+补救合成途径效率降低。这条路径负责回收烟酰胺等分子重新制造NAD+,而NAMPT正是其中的限速酶。研究显示,衰老过程中NAMPT表达下降,会影响细胞NAD+供应。
当NAD+不足时,SIRT1功能受到影响。而SIRT1又参与调节PER2等核心时钟基因。于是,代谢衰退最终表现为时间系统紊乱。这形成了一条重要链路:衰老→NAD+下降→SIRT1活性降低→时钟基因调节异常→昼夜节律减弱。
EGT可能通过氧化还原平衡发挥作用
这篇论文最有价值的发现之一,是提出了一个区别于传统NAD+补充的方向。很多NAD+研究关注如何增加NAD+数量。例如补充NMN或NR,希望为NAD+合成提供原料。而EGT可能采用另一种策略:改善细胞内部环境,让现有NAD+更有效工作。
研究发现,在没有FK866干扰时,EGT并没有明显提高细胞NAD+总量,却提高了NAD+/NADH比例。作者认为,这可能与EGT降低NADH水平有关。这一点非常关键。因为NADH并非只是NAD+的“另一种形式”。
过量NADH会改变细胞氧化还原状态,并影响部分酶活性。已有研究发现,NADH能够抑制SIRT1活性。因此,即使NAD+数量没有增加,只要降低NADH压力,也可能让SIRT1恢复更好的功能状态。这说明抗衰老代谢调节可能存在两个方向:增加有用资源,或者改善资源使用环境。EGT更接近第二种方式。
EGT作用可能涉及硫代谢通路
论文进一步引用了此前关于EGT健康寿命作用的研究。相关研究发现,EGT可以通过促进细胞质甘油-3-磷酸脱氢酶活性,提高NAD+生成能力,该过程与半胱氨酸裂解酶产生的硫化氢信号有关。这提供了一个新的代谢视角。
过去抗氧化研究经常关注清除自由基。但现代衰老研究逐渐发现,细胞健康并不只是减少氧化损伤。更重要的是维持氧化还原动态平衡。自由基并非完全有害。适量氧化信号参与细胞适应和修复。真正的问题,是系统失去调节能力。
EGT可能通过调节硫代谢、氧化还原状态和NAD+循环,让细胞重新回到更加稳定的代谢状态。
生物钟成为未来抗衰老入口
这项研究还带来一个更大的认知变化。过去抗衰老研究经常寻找单一损伤来源。例如线粒体损伤、DNA突变、蛋白质错误折叠、慢性炎症。这些方向都非常重要。但生命系统并不是由单个零件组成。
人体更像一个复杂组织。即使所有零件没有严重损坏,如果协调系统出现问题,整体性能依然会下降。生物钟就是这样的协调系统。它负责告诉不同组织:什么时候工作,什么时候休息,什么时候修复,什么时候进入防御状态。
随着年龄增加,这套系统逐渐失去精准性。因此,恢复生物钟可能成为未来健康寿命研究的重要方向。
EGT研究仍需要人体实验验证
虽然这项研究提供了新的机制线索,但目前仍处于细胞实验阶段。研究对象是PER2::LUC小鼠胚胎成纤维细胞,而不是人体组织。实验中的EGT浓度为1000 μM,这与普通饮食摄入后的人体血液浓度并不能简单对应。因此,不能直接推断日常补充EGT一定能够改善人体生物钟。
作者也明确指出,目前尚未证明EGT提高NAD+就是恢复节律的直接原因。未来需要动物和人体研究进一步确认。不过,这项研究的重要意义并不在于立即提供一种抗衰老方案。它展示了一种新的研究方向:衰老可能不仅是身体结构损坏,也是时间控制能力下降。
未来抗衰老干预,可能需要同时关注细胞材料、能量系统以及生命节奏。
麦角硫因打开生物钟抗衰老方向
这篇论文展示了EGT连接NAD+代谢、生物钟和衰老机制的新路径。实验发现EGT能够增强细胞节律稳定性,并改善NAD+/NADH平衡,但人体抗衰老效果仍需进一步验证。
真正衰老的标志,可能不是机器停止运转,而是所有零件开始忘记彼此的节奏。
原文期刊:Biochemical and Biophysical Research Communications
发表日期:2026年7月11日
原文标题:Ergothioneine attenuates age-related declines in circadian rhythmicity
作者单位背景:明治大学农业学院动物生理学实验室 Kippei Wakita、Kazuto Watanabe、Takahiro J. Nakamura
如何补充?
- EGT 含量最高的蘑菇有:平菇、舞茸、香菇、牛肝菌、猴头菇、白蘑菇、褐菇和波托贝罗蘑菇
- 麦角硫因补剂