衰老，是一个复杂、渐进的过程，发生在生命的整个过程，伴随而来的是各种组织的逐渐衰退。全球人口老龄化加剧了与年龄相关的疾病的风险，对健康构成了重大挑战。
番茄红素（LYC），是一种类胡萝卜素，是一种脂溶性色素，主要存在于番茄、西瓜、葡萄柚等水果中，是成熟番茄中的主要色素。番茄红素具有多种健康益处，包括清除自由基、缓解炎症反应、调节糖脂代谢和神经保护作用等。
近日，山西医科大学的研究人员在” Redox Biology “期刊上发表了一篇题为” Lycopene alleviates age-related cognitive deficit via activating liver-brain fibroblast growth factor-21 signalling “的研究论文。
研究显示，补充3个月的番茄红素，能延缓小鼠大脑衰老，并缓解年龄相关的认知损伤，番茄红素改善了衰老小鼠的神经元退化、线粒体功能障碍、突触损伤，并促进了突触囊泡融合。
此外，番茄红素激活了衰老小鼠的肝脑轴FGF21信号传导，从而通过提高线粒体ATP水平和增强突触囊泡融合，来促进神经递质的释放。这表明，FGF21可能是延缓大脑衰老和改善年龄相关认知障碍的营养干预策略中的治疗靶点。
在这项研究中，研究人员在小鼠模型中分析了补充番茄红素，对衰老相关认知能力下降的保护作用，以及FGF21信号传导在其中的作用。
研究人员将小鼠模型分为4组：年轻组（2月龄）、年轻番茄红素组（0.03% LYC）、衰老组（15月龄）、衰老番茄红素组（0.03% LYC）。
结果发现，补充番茄红素可缓解老年小鼠的空间记忆缺陷，并改善大脑衰老，番茄红素降低了老年小鼠的脂褐素和SA-β-半乳糖苷酶的水平，并显著下调了皮质中与年龄相关的P21和P53的表达。
组织病理学分析发现，补充番茄红素减轻了老年小鼠的减轻神经元变性和突触损伤。
由于神经元的通讯依赖于突触囊泡融合和神经递质释放的精确调控，研究人员进一步分析了参与神经递质释放的关键蛋白质，结果发现，补充番茄红素显著提高了小鼠大脑中因衰老而降低的蛋白表达，促进衰老小鼠的突触小泡融合。
在衰老、大脑衰老中，线粒体功能障碍是最重要的因素之一，研究人员发现，补充番茄红素可改善线粒体的形态损伤，并逆转了由于衰老而导致的线粒体电子传递链复合物的水平，促进了ATP的产生，表明番茄红素对线粒体功能有保护作用。
此外，补充番茄红素缓解了衰老引起的神经炎症和氧化应激。
进一步分析发现，番茄红素激活肝脑轴中的FGF21信号传导，补充3个月，改善了衰老小鼠的肝细胞坏死、微泡脂肪变性、炎症细胞浸润和纤维化，并提升了肝脏PPARα的蛋白表达，表明番茄红素可以激活肝脏PPARα/FGF21信号，而这种信号在老年小鼠中受到抑制。
当研究人员用腺相关病毒阻断了FGF21时发现，补充番茄红素的益处消失了，表明FGF21是番茄红素对衰老小鼠大脑功能的保护作用所必需的。
最后，研究人员还进行了体外实验，发现番茄红素增强了肝细胞对神经元的支持能力，包括改善细胞衰老、增强线粒体功能和增加神经元的轴突长度。
综上，结果表明，补充番茄红素，能延缓小鼠大脑衰老，预防与年龄相关的认知损伤，部分原因是番茄红素激活了肝脑轴FGF21信号传导，表明FGF21可能是营养干预中的潜在治疗靶点，以改善由衰老和与年龄相关的神经退行性疾病引起的认知损伤。
参考文献：
https:///10.1016/j.redox.2024.103363