精液中发现的这一物质，竟能抗衰老？

原创 海参饺 时光派

@海参

复旦药学院

抗衰老先锋研究媛

夏眠动物

各位绅士们中午好，今天来和大家介绍一款神奇的抗衰老物质，亚精胺。����

1674年，安东尼·列文虎克发明了世界上第一台光学显微镜，并用它观察了很多东西，其中就包括人、狗与兔子的精液。

不过作为一位对研究充满热情的科学家，列文虎克可不是出于什么猎奇心理。因为显微镜，他和他的助手发现了存在于我们身边的微生物世界。而通过观察精液，他们发现了精子，并提出了“卵”的概念。

在用显微镜观察精液的过程中，列文虎克还发现精液中存在一种未知的晶体。

随后的两百年里，科学家们对这种晶体的猜想众说纷纭，Vauquelin认为这是一种磷酸盐衍生物，Schreiner则称这种新化合物是一种有机碱。由于它是从精液中被发现的物质，德国化学家Ladenburg和Abel最终决定将其命名为Spermine（精胺）[1]。

在列文虎克从精液中发现这种晶体物质的250年后，罗森海姆才得到了这种晶体物质的正确化学构成：腐胺、精胺和亚精胺，并完成了多胺的早期研究[2]。

这段神奇的发现史虽然赋予亚精胺一个不那么正经的名字，但也暗示了它其实地位非凡：人活一世，最重要的是繁衍、传递遗传信息（至少大自然认为��），而亚精胺则是少数被选中为精子保驾护航的物质之一，它的重要性可见一斑。

事实也的确如此，后来科学家们陆续发现它有多种神奇的功效，包括但不限于调节昼夜节律、改善高血压、保护心血管、预防老年痴呆、增强免疫力、抗癌甚至抗衰老……

2009年，发表在Nature cell biology上题为“亚精胺诱导自噬从而延长寿命”的文章引发了亚精胺抗衰老的轰动[3]；

2018年，另一顶级期刊Science上的一篇综述“亚精胺在健康与疾病中的作用”更是为它的功效做了最权威的背书[4]。

两篇重磅文献在手，不知为多少有能力自产自销的大好儿郎送出了助攻……

不过咱们这毕竟还是一篇正经的科普文��，把大胆的想法先收一收，一起来正式认识它一下吧。

01

亚精胺是什么？

亚精胺（Spermidine）又称三盐酸亚精胺，是多胺类物质的一种。

多胺是一种小的、脂肪类的、多阳离子（-NH3+）的生物分子。哺乳动物中主要存在精胺（spermine）、亚精胺(spermidine)、腐胺(putrescine)和尸胺(cadaverine)四种多胺。精胺属四胺类，亚精胺属三胺类，腐胺和尸胺是二胺类，氨基数量不同使其具有不同的生理特性[5]。

从上到下依次为：亚精胺、精胺、腐胺和尸胺

02

人体中的亚精胺

亚精胺不仅存在于精液中，更在人体其他组织和细胞中广泛分布。细胞内的亚精胺浓度主要取决于四个因素：����

1、细胞内合成

精氨酸→腐胺→亚精胺←精胺。精氨酸是细胞内合成亚精胺的主要原料，它在精氨酸酶的催化下生成鸟氨酸和尿素，鸟氨酸接着在鸟氨酸脱羧酶（ODC1）的作用下生成腐胺（此为限速步骤），腐胺在亚精胺合酶（SPDS）作用下生成亚精胺。亚精胺也能由精胺降解产生 [6]。

2、细胞外摄入

分为从食物中摄取和肠道微生物合成。富含亚精胺的食物有小麦胚芽、纳豆、大豆、蘑菇等，从食物中摄入的精胺和亚精胺迅速从肠道吸收并分布而不降解，因此亚精胺在血液中的浓度是高度多样化的（约7至25mg/天，地中海饮食中最高）[7]。肠道微中的益生菌如双歧杆菌也可以合成亚精胺[8]。

3、分解代谢

生物体内的精胺经N1-乙酰转移酶(SSAT)、多胺氧化酶(PAO)及其他胺氧化酶，逐步分解为精脒、腐胺，而腐胺则进一步由氧化酶生成氨基丁酸，最后生成胺离子和二氧化碳并排出体外。

4、年龄

亚精胺的浓度随年龄而变化，有研究者分别测量了3周龄、10周龄和26周龄小鼠各组织器官中多胺的浓度，发现其在胰腺、大脑和子宫中基本维持不变，在肠中随年龄增长略微降低，在胸腺、脾、卵巢、肝、胃、肺、肾、心脏和肌肉中显着降低[9]。

我们也不难推测这种变化的原因有饮食改变、肠道菌群结构改变、多胺合成酶的活性降低等等[10]。

03

亚精胺的天然靶标

这么一种简简单单的小分子，凭什么就是人体必需的关键物质？秘密其实就蕴含在它的结构中：亚精胺是一种多阳离子（-NH3+）的脂肪胺类小分子，在生理pH条件下以多质子化的形式存在，整条碳链都分布有正电荷，具有很强的生理活性。

因此无论是含酸性残基的核酸、磷脂、酸性蛋白质，含羧基和硫酸盐的果胶多糖，还是具有相似结构的神经递质和激素（多巴胺、肾上腺素、血清素、甲状腺激素等），都有可能成为亚精胺结合的目标。这里就不一一列举了，比较关键的有：����

1、核酸

研究发现，大多数多胺在细胞内以多胺-RNA复合物的形式存在，每100当量磷酸化合物结合1-4当量多胺[11]。因此亚精胺的主要作用与RNA的结构变化与翻译有关，如通过影响mRNA，tRNA和rRNA的二级结构来影响蛋白质合成的各个阶段。

亚精胺还能在双螺旋DNA链之间形成稳定的“桥“，降低自由基或其他DNA损伤剂的可及性，保护DNA免受热变性和X射线辐射[12]。

2、蛋白质

亚精胺能够与携带大量负电荷的蛋白质结合，改变蛋白质的空间构象，从而影响其生理功能。例如蛋白激酶/磷酸酶（多种信号转导途径的重要环节）、参与组蛋白甲基化和乙酰化的酶（通过改变表观遗传影响基因的表达）、乙酰胆碱酯酶（神经退行性疾病的治疗药物之一）、离子通道受体（如AMPA、AMDA受体）等等[14]。

找到了亚精胺的生物靶标，我们也就不难理解为什么它具有如此重要的地位了。

不过光念叨这些生物名词大家可能没有什么概念（甚至还想酝酿几个荤段子��），因此下一篇我们会针对其中的部分靶标做具体讨论，来检验一下亚精胺的实际抗衰老效果，绅士们下期见~

参考文献

[1] Bachrach U. The early history of polyamine research[J]. Plant Physiol Biochem, 2010,48(7):490-495.

[2] Rosenheim O. The Isolation of Spermine Phosphate from Semen and Testis[J]. Biochem J, 1924,18(6):1253-1262.

[3] Eisenberg T , Knauer H , Schauer A , et al. Induction of autophagy by spermidine promotes longevity[J]. Nature Cell Biology, 2009, 11(11):1305-1314.

[4] Madeo F , Eisenberg T , Pietrocola F , et al. Spermidine in health and disease[J]. Science, 2018, 359(6374):eaan2788.

[5] Kashiwagi K , Terui Y , Igarashi K . Modulation of Protein Synthesis by Polyamines in Mammalian Cells[J]. Methods Mol Biol, 2018:325-336.

[6] Pharmacological and dietary agents for colorectal cancer chemoprevention: effects on polyamine metabolism.

[7] V. Milovic, Polyamines in the gut lumen: Bioavailability and biodistribution. Eur. J. Gastroenterol. Hepatol.13, 1021–1025 (2001).

[8] Matsumoto M, Benno Y. The relationship between microbiota and polyamine concentration in the human intestine: a pilot study[J]. Microbiol Immunol, 2007,51(1):25-35.

[9] Nishimura, K. Decrease in Polyamines with Aging and Their Ingestion from Food and Drink[J]. Journal of Biochemistry, 2006, 139(1):81-90.

[10] K. Nishimura, R. Shiina, K. Kashiwagi, K. Igarashi, Decrease in polyamines with aging and their ingestion from food and drink. J. Biochem. 139, 81–90 (2006).

[11] Igarashi K , Kashiwagi K . Polyamines: Mysterious Modulators of Cellular Functions[J]. Biochem Biophys Res Commun, 2000, 271(3):0-564.

[12] Korolev N , Lyubartsev A P , Laaksonen A , et al. A molecular dynamics simulation study of polyamine– and sodium–DNA. Interplay between polyamine binding and DNA structure[J]. European Biophysics Journal, 2004, 33(8):671-682.

[13] C. Borgo, C. Franchin, ,et al. Protein kinase CK2 potentiates translation efficiency by phosphorylating eIF3j at Ser127. Biochim. Biophys. Acta, 1853 (2015), pp. 1693-1701

[14] Guerra G P , Rubin M A , Mello C F . Modulation of learning and memory by natural polyamines[J]. Pharmacological Research, 2016:S104366181630189X.

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