大蒜（Allium sativum L.）已被廣泛用于治療全球各地的健康問題和疾病。在古埃及、希臘、中國和印度，它被用作“萬能藥”來增強活力、提高耐力和對抗感染。越來越多的科學證據表明，大蒜本身和陳化大蒜提取物（AGE）在人體中具有顯著的健康益處。已經鑒定出許多生物活性成分，包括大蒜中的大蒜素和 S-丙烯基-L-半胱氨酸（SAC）和 S-1-丙烯基-L-半胱氨酸（S1PC）在陳化大蒜提取物（AGE）中。其中，S1PC是AGE中相對豐富的含硫氨基酸，最近被廣泛研究，顯示出各種有趣的藥理作用，包括增強線粒體能量代謝，改善動脈粥樣硬化，和保護血管內皮細胞。

2026年5月7日，日本湧永制藥株式會社中央研究所在Cell Metab（IF 30.9）發表題為“Garlic-derived metabolite activates LKB1, promotes adipose eNAMPT secretion, and improves age-related muscle function via hypothalamic signaling”的文章。源自大蒜的代謝產物S-1-丙烯基 L-半胱氨酸（S1PC）能夠提高小鼠和人類體內的 eNAMPT 水平，而 eNAMPT 是一種關鍵的 NAD+ 生物合成酶，其作用是通過激活脂肪組織中的關鍵代謝調節因子 LKB1 來實現的。S1PC 可以通過增強下丘腦 - 交感神經信號傳導來對抗骨骼肌的老化，并改善老年小鼠的與年齡相關的健康狀況。S1PC可通過增加循環eNAMPT水平來提高NAD+。

?大蒜衍生的代謝物S1PC促進脂肪組織分泌eNAMPT-EV

?S1PC通過增強其與STRAD和MO25的三級復合物的形成來激活LKB1

?S1PC通過下丘腦信號改善老年小鼠的年齡相關肌肉功能

?S1PC增加具有健康脂肪量的中年人的循環eNAMPT水平

摘要

大蒜及其陳年提取物含有許多具有生物活性的化合物，能夠為人類帶來健康益處。其中，S-1-丙烯基-L-半胱氨酸（S1PC）在營養保健品研究領域最近引起了廣泛關注。然而，其分子作用機制仍不為人所充分理解。在此，我們表明，S1PC 通過增強與 STRAD 和 MO25 的三級復合物形成，顯著激活肝激酶 B1（LKB1），從而刺激哺乳動物 NAD+依賴性蛋白去乙酰化酶 SIRT1 的磷酸化，并促進白色脂肪組織（WAT）中細胞外煙酰胺磷酸核糖轉移酶（eNAMPT）的分泌。有趣的是，來自白色脂肪組織（WAT）分泌的 eNAMPT 特別靶向下丘腦，顯著增強老年小鼠的骨骼肌力量，并改善虛弱指標。此外，S1PC 還能夠增加維持健康脂肪量的人類個體的循環 eNAMPT 水平。這些發現表明，這些發現表明，S1PC特異性刺激LKB1-SIRT1通路，增強WAT中eNAMPT的分泌，對抗老年人骨骼肌衰老。

S1PC顯著增加循環中eNAMPT的水平

我們首先檢查S1PC是否能增加小鼠循環系統中的eNAMPT水平。在口服S1PC后，循環系統中的eNAMPT水平似乎呈現雙相增加：第一次增加在15-30分鐘時觀察到，第二次增加在S1PC給藥300分鐘后觀察到（圖1B和1C）。eNAMPT被輸送到各種組織，包括下丘腦，增強目標組織中的NAD+合成。因此，我們檢查了口服S1PC后下丘腦的組織NAD+水平。與eNAMPT的第一個峰值一致，下丘腦的NAD+水平在S1PC給藥后15和30分鐘顯著增加（圖1D）。在血漿和白色脂肪組織eWAT中，S1PC水平在15分鐘時達到最高，并在該峰值之后迅速下降（圖1E和1F）。這些結果表明，S1PC被迅速吸收并分布到白色脂肪組織中，增強eNAMPT的分泌到血循環中。

圖1 S1PC顯著提高小鼠循環eNAMPT和組織NAD+水平

S1PC通過增強其與STRAD和MO25的復合物形成來激活LKB1

WAT的eNAMPT分泌受哺乳動物NAD+依賴性蛋白去乙酰化酶SIRT1的調節。我們發現，口服S1PC后30分鐘，eWAT中SIRT1的磷酸化水平升高（圖2A）。我們還通過將flag標記的SIRT1引入OP9脂肪細胞來定量SIRT1絲氨酸磷酸化的增加，并在30分鐘時間點檢測到約30%的增加（圖2B）。為了確定SIRT1的磷酸化位點，我們用S1PC刺激HeLa細胞，免疫沉淀后用液相色譜-質譜（LC-MS）分析SIRT1的磷酸化位點。我們檢測到S1PC刺激后SIRT1中S615的明顯磷酸化，已知該磷酸化是由肝激酶B1 （LKB1）特異性磷酸化的（圖2C）。因此，我們接著研究了 LKB1 在體內和體外是否會被 S1PC 磷酸化并激活。在棕色脂肪組織（mWAT）和白色脂肪組織（eWAT）中，LKB1 的 S431 位點（其磷酸化會激活 LKB1）在口服 S1PC 后分別在 15 分鐘和 30 分鐘時被磷酸化（圖 2D）。此外，S1PC 以劑量依賴的方式促進了完全分化成的 OP9 脂肪細胞中 LKB1 的磷酸化，盡管要重現這種現象，OP9 脂肪細胞需要更高濃度的 S1PC（圖 2E）。與觀察到的 LKB1 磷酸化情況一致，OP9 脂肪細胞分泌的 eNAMPT-EV 也以劑量依賴的方式顯著受到 S1PC 的促進（圖 2F）。

在對 OP9 脂肪細胞進行 S1PC 刺激的過程中，LKB1 的亞細胞定位在 S1PC 刺激后 15 分鐘內從細胞核轉移到細胞質（圖 2G）。眾所周知，活性 LKB1 會與 STRAD 和 MO2526 形成三元復合物。因此，為了進一步研究 S1PC 刺激下 LKB1 復合物發生了什么變化，我們用表達帶有 FLAG 標簽的 LKB1 的腺相關病毒（AAV）感染完全分化的 OP9 脂肪細胞，并通過免疫沉淀帶有標記的 LKB1 來檢查其復合物的形成狀態。令人驚訝的是，S1PC 能夠使與帶有標記的 LKB1 相互作用的 STRAD 和 MO25 的量分別增加 62%和 77%（圖 2H）。為了進一步確認 S1PC 是否能直接促進 LKB1/STRAD/MO25 復合物的形成，我們使用了這三種成分的重組蛋白，并檢查它們在有或沒有 S1PC 條件下的復合物形成情況。在體外條件下，我們發現S1PC 能夠顯著增加 STRAD 吸附到 LKB1 復合物上的量（圖 2I），這表明 S1PC 可能起到連接體的作用，將 STRAD 引入 LKB1 復合物中。

在OP9脂肪細胞中，標記LKB1本身過表達顯著促進了eNAMPT-EV的分泌，與aav感染的對照OP9脂肪細胞相比，S1PC對eNAMPT-EV分泌的刺激作用進一步增強（圖2J）。相反，我們也在OP9脂肪細胞中進行了LKB1的敲低。通過轉染LKB1特異性小干擾RNA (siRNA)， LKB1幾乎完全被敲除（圖2K，左）。在這種情況下，S1PC促進eNAMPT-EV分泌的作用被完全消除（圖2K，右）。因此，這些結果強烈提示S1PC具有新的功能，可以增強LKB1、STRAD和MO25三級復合物的形成，激活完全分化的脂肪細胞中的LKB1，通過S615磷酸化導致SIRT1活化，增強eNAMPT-EV分泌。

考慮到S1PC在OP9脂肪細胞培養中特異性激活LKB1-SIRT1通路，增加了eNAMPT-EV的分泌，我們認為S1PC與NMN （NAD+的關鍵中間體）聯合可能通過提高NAD+水平進一步促進eNAMPT-EV的分泌。為了驗證這種可能性，我們用NMN治療24- 27個月大的小鼠5天，然后在第5天給它們注射S1PC （5 mg/kg）。正如預測的那樣，與年齡匹配的水處理對照小鼠相比，甚至與單獨使用NMN或S1PC的小鼠相比，S1PC和NMN的組合顯著增加了老年小鼠的eNAMPT循環水平（圖2L）。因此，聯合使用S1PC和NMN有可能增加老年人循環中的eNAMPT水平。

圖2. S1PC通過增強其與STRAD和MO25的復合物形成來激活LKB1，增加LKB1依賴的SIRT1磷酸化，并增強脂肪細胞中eNAMPT-EV的分泌

長期用S1PC治療老年小鼠可減少虛弱并增強骨骼肌力量

eNAMPT被包裹在EVs中（eNAMPT-EVs）。純化的eNAMPT-EVs迅速增加下丘腦NAD+水平，增強跑步活動，并最終延長老年小鼠的壽命。因此，我們懷疑S1PC可能在老年小鼠中傳遞某些抗衰老效果。為了探討這種可能性，我們在15個月大時開始用S1PC治療健康的野生型B6小鼠，劑量為每天5 mg/kg，通過混合飼料（cm）給藥，治療持續8個月直到23個月大（圖3A）。與對照組和S1PC治療的老年小鼠相比，體重和eWAT質量沒有差異。這種長期的S1PC治療顯著降低了脆弱指數（FI）評分（圖3B）。直腸體溫也恢復到年輕水平（圖3C）。S1PC對FI評分和直腸體溫的這兩種影響在另一個通過飲用水給藥S1PC （dw）的實驗中得到了再現（圖3A）。

通過不同的功能分析，我們發現S1PC的另一個有趣的作用是增強骨骼肌的力量。在高頻電刺激期間，與年齡匹配的對照組小鼠相比，s1pc處理的老年小鼠骨骼肌力量顯著增加（圖3D）。我們發現β2-腎上腺素受體（β2AR）的蛋白表達水平在老年骨骼肌中降低，在S1PC處理的老年小鼠的骨骼肌中與年齡匹配的對照小鼠相比有所增加（圖3E）。與此一致的是，在早期活躍期（暗期）收集的骨骼肌樣本中，β-腎上腺素能信號的下游轉錄因子Creb的磷酸化顯著增強（圖3F）。在S1PC治療的4個月時間點，與對照小鼠相比，S1PC治療小鼠下丘腦NAD+水平顯著提高（圖3G）。

由白色脂肪組織分泌的 eNAMPT-EVs 會直接作用于下丘腦，而非骨骼肌

為了驗證這一假設，我們決定研究從白色脂肪組織（WAT）分泌的 eNAMPT-EVs 是否同時作用于下丘腦和骨骼肌，或者僅作用于其中任何一個部位。我們用攜帶 FLAG 標簽的 Nampt cDNA 的腺相關病毒（AAV）感染 eWAT，并追蹤從 eWAT 分泌的 FLAG-NAMPT 蛋白（圖 3H）。FLAG-NAMPT 在 eWAT 中得到了正常表達，并分泌到血液循環中（圖 3H，eWAT 和血漿）。有趣的是，當在 eWAT 中特異性表達這種標記蛋白時，在下丘腦中可以清晰地檢測到 FLAG-NAMPT 蛋白（圖 3I，左）。為了排除注射的 AAV 可能意外感染下丘腦的可能性，我們檢查了木鼠肝炎病毒轉錄后調控元件（WPRE）的 RNA 表達，該元件被整合到 AAV 載體中。WPRE 的表達僅在 eWAT 中檢測到，而在下丘腦中未檢測到（圖 3I，右），這表明 AAV 感染僅限于 eWAT。另一方面，骨骼肌中沒有檢測到任何可檢測到的 FLAG-NAMPT 水平（圖 3J），這表明從 eWAT 分泌的 eNAMPT-EVs 確實作用于下丘腦，但不作用于骨骼肌。

為了確定在骨骼肌中觀察到的由 S1PC 引發的β-腎上腺素能信號增強現象（即細胞核內鈣調蛋白結合蛋白（Creb）的磷酸化增強），是否確實是由交感神經刺激所介導的，我們在給予 S1PC 前 30 分鐘給小鼠施用了選擇性β2腎上腺素受體拮抗劑 ICI-118551（圖 3K，左）。ICI-118551 顯著消除了 S1PC 引發的骨骼肌中 Creb 的磷酸化，這表明 S1PC 引發的 Creb 磷酸化依賴于β2-腎上腺素能信號（圖 3K，右）。此外，我們還使用了一種可誘導的脂肪組織特異性 Nampt 基因敲除模型（ANKO 小鼠），這種模型的循環中 eNAMPT 水平顯著降低，以確定脂肪來源的 eNAMPT 是否會影響骨骼肌的力量。令人驚訝的是，在脂肪組織中通過他莫昔芬誘導 Nampt 缺失 3 個月后，ANKO 小鼠的骨骼肌力量明顯低于對照小鼠（圖 3L 和 3M）。綜合來看，我們得出結論：S1PC 通過激活 LKB1-SIRT1 通路促進 WAT 中 eNAMPT-EV 的分泌，并通過 eNAMPT 介導的對骨骼肌的交感神經張力的激活作用來對抗骨骼肌的老化。

圖3 長期用S1PC治療老年小鼠可減少虛弱并增強骨骼肌力量

在保持脂肪組織質量的健康人體內，S1PC增加循環eNAMPT水平

由于化學合成的S1PC目前在日本是不允許使用的，所以我們制備了含有17% S1PC的高濃度大蒜粉。口服25mg S1PC后，男性和女性血漿中S1PC濃度迅速升高（圖4A）。我們量化了所有受試者在0、30、60和120分鐘時間點的血漿eNAMPT水平，并計算了分別歸一化為0分鐘時間點的eNAMPT相對水平。有趣的是，我們注意到120分鐘時循環eNAMPT的相對水平與體重指數（BMI）和體脂量（BFM）有明顯的相關性（圖4B）。當比較≥40 s、bmi≥18.5或BFMs≥10 kg的受試者時，與0 min時間點相比，s1pc組的循環eNAMPT相對水平在120 min時間點顯著升高，而安慰劑組未觀察到顯著升高（圖4C）。綜上所述，我們證實了新發現的S1PC對eNAMPT-EV分泌的影響在細胞、小鼠和人類之間是保守的，這為使用S1PC作為人類潛在的抗衰老干預手段提供了新的可能性。

圖4 S1PC可提高保持脂肪組織質量的健康中年受試者的循環eNAMPT水平

結論

S1PC 通過增強 STRAD 在 LKB1 復合物中的裝載量以及增強 LKB1 的磷酸化來促進 LKB1、STRAD 和 MO25 的三元復合物形成。激活的 LKB1 特異性地在 S615 位點磷酸化 SIRT1，激活其依賴于 NAD+的去乙酰化酶活性，并促進脂肪細胞中 eNAMPT-EV 的分泌。我們證明S1PC對脂肪組織中的LKB1具有顯著影響，并對骨骼肌功能具有抗衰老作用。這些發現為開發一種新的、有效的抗衰老干預措施開辟了一條新的途徑，這種干預措施可以轉化為人類。

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1550413126001440#undfig1