Humanine

Humanine 是一种由 24 个氨基酸组成的短肽，其特殊之处与其说在于结构，不如说在于它的基因来源。人体中几乎所有的肽和蛋白质都由细胞核的 DNA 编码。而 humanine 则由一段嵌在线粒体 DNA 的 16S 核糖体 RNA 区域内部的短开放阅读框编码，该基因被命名为 MT-RNR2。换句话说，它来自线粒体从其细菌祖先那里保留下来的那个小小的环状基因组。

正是这一来源使它获得了首个线粒体衍生肽（英文为 mitochondrial-derived peptide，缩写为 MDP）的地位。这个概念对于理解相关文献很重要：它提示线粒体并不只是生产能量，还向细胞的其余部分，并且可能向其他器官发送信号。研究者称之为逆向信号传导，也就是一种自线粒体上行至细胞核以及全身循环的通讯方式。

在理化层面，标准序列 MAPRGFSCLLLLTSEIDLPVKRRA 对应约 2 687 g/mol 的分子量以及分子式 C₁₁₉H₂₀₄N₃₄O₃₂S₂。该分子的中央部分疏水性很强，富含亮氨酸，这会影响它在溶液中的稳定性以及与膜结合的倾向。这一结构特征部分解释了为什么序列上的细微改动会大幅改变它的生物活性，本指南后文会进一步展开这一点。

有一个命名细节值得指出，因为它经常引起混淆。根据序列是由细胞质机制还是由使用略有不同遗传密码的线粒体机制翻译，文献中描述了长度不一的形式。24 个氨基酸的形式是最初被鉴定的形式，也是绝大多数出版物以及本指南的参考形式。

必须一开始就明确阅读框架：以下全部内容都属于基础研究和临床前研究范畴。本文仅供教育用途，不构成医疗建议。

Humanine 并不是在寻找线粒体肽的过程中被发现的。它源自一个完全不同的问题：为什么某些神经细胞能在杀死其他细胞的侵害中存活下来？2001 年，Ikuo Nishimoto 领导的日本团队，以 Yuichi Hashimoto 和 Takako Niikura 作为前列作者之一，在《Proceedings of the National Academy of Sciences》上发表了一项基于 cDNA 文库的功能性表达筛选结果。

该筛选的目标是鉴定能够消除由多种与家族性阿尔茨海默病相关的基因，以及由淀粉样蛋白 β 肽本身所引起的神经细胞死亡的因子。筛选中出现了一个克隆。作者发现，被转染的 cDNA 被转录为一段短多肽，随后分泌到培养基中。他们将其命名为 humanine。

这项奠基性工作中的两个要素决定了后续全部研究的方向。第一点是所观察到效应的广泛性：这种保护作用并不局限于单一的毒性模型，而是涵盖多个不同的易感基因以及淀粉样蛋白 β。第二点是该肽的分泌，这立刻提示了细胞外作用的可能，也就是存在受体以及一种激素样角色，而非严格意义上的胞内作用。

该基因位于线粒体 DNA 中这一点是在之后才被充分认识的，正是这一认识把一项神经生物学的奇特发现变成了一个研究领域的起点。作者谨慎地总结称，这种多肽可能成为开发针对神经保护的新方法的分子线索。二十五年之后，这种使用条件式语气的表述依然贴切，因为该分子尚未跨入临床评估阶段。

这一领域逐步成形。2013 年，Changhan Lee、Kelvin Yen 和 Pinchas Cohen 在《Trends in Endocrinology and Metabolism》上发表的一篇综述明确提出了 humanine 是否具有先导意义的问题，追问它是否是一个更广泛的线粒体肽集合中的首个代表。后来的发展证明了他们的判断。

针对 humanine 所描述的机制可分为三类：抗凋亡作用、对氧化应激和线粒体质量的作用，以及通过膜受体进行的细胞外信号传导。

抗凋亡作用是记录时间最早的，因为它直接源于 2001 年的筛选。在细胞培养中，humanine 可减少由各种应激诱导的程序性细胞死亡。Laura Cobb 及其同事 2016 年发表于《Aging》的研究，通过将 humanine 与同一线粒体区域的其他肽进行比较，确认了这一特征：所研究的这些肽减少了细胞凋亡和活性氧的生成，同时改善了线粒体代谢。

细胞外信号传导构成第二个方面。在细胞和动物模型中已报告了多条通路，特别是 STAT3、ERK1/2 和 AKT。下丘脑层面 STAT3 的激活被特别地与该肽的中枢代谢效应联系起来。文献还描述了 humanine 与 IGFBP-3 的结合，后者是一种胰岛素样生长因子的转运蛋白，这一相互作用把该肽与 IGF 轴联系起来，并且在该领域的历史上很早就被鉴定出来。

第三种机制探索得更晚，涉及细胞应激反应。有研究报告 humanine 通过激活伴侣蛋白介导的自噬（一种对受损蛋白进行选择性降解的系统）来强化这一反应。此外，S14G 类似物和 SHLP2 肽还被认为具有伴侣蛋白样活性，这提示这些分子可能部分通过稳定其他蛋白质而发挥作用。

这种机制上的多样性带来一个需要牢记的方法学后果。一个被认为对细胞凋亡、氧化应激、自噬、胰岛素信号传导和炎症都有影响的肽，要么是一个非常上游的调节因子，要么反映了彼此难以比较的异质实验系统。这两种假设都仍然悬而未决。若要与其他针对线粒体功能的方法作对比，我们关于 SS-31 的指南详细介绍了一种不同的策略，其核心是直接靶向线粒体内膜。

神经保护是 humanine 文献中历史最久、内容最丰富的领域。不过，应当仔细区分三个证据层级：细胞模型、动物模型和人体数据，后者将在后文专门的一节中讨论。

在细胞培养中，自 2001 年以来结果是一致的。该肽减少了暴露于淀粉样蛋白 β 或表达家族性阿尔茨海默病相关基因的神经细胞系的死亡。后续研究报告，S14G 类似物可抑制淀粉样蛋白 β 1-42 纤维的形成，并使已形成的纤维去稳定，这提示它可能对蛋白质聚集本身产生作用，而不仅仅作用于细胞存活通路。

在动物层面，Wenbin Zhang 及其同事 2012 年发表于《Pharmacology, Biochemistry and Behavior》的研究是被引用最多的研究之一。作者使用了 9 月龄的 APPswe/PS1dE9 转基因小鼠，也就是已经出现既成淀粉样病变的小鼠。腹腔内给予 HNG 治疗 3 个月，与空间学习和记忆缺陷的显著改善相关，同时也与脑内淀粉样斑块沉积、不溶性淀粉样蛋白水平和神经炎症反应的显著减少相关。

Kelvin Yen 及其同事 2018 年发表于《Scientific Reports》的研究延续了这一研究方向，但关注的是正常衰老而非疾病模型。作者报告，给予 humanine 在人体细胞培养模型中发挥神经保护作用，并且足以改善老年小鼠的认知功能。

使用 S14G 类似物还探索了其他神经血管情境，特别是氧糖剥夺后再复氧的模型，以及小鼠中动脉闭塞模型。这些研究描述了对脑内皮细胞的保护作用。总体而言，这些结果在临床前层面形成了一个连贯的证据集，但其中没有任何一项观察在干预性框架下于人体中得到重复。

Humanine 研究的第二大方向是代谢方面，它在很大程度上促成了这种肽成为衰老生物学的关注对象。参考性研究是 Radhika Muzumdar 及其同事 2009 年发表于《PLoS One》的工作，其标题明确地将其称为外周胰岛素作用的中枢调节因子。

实验装置对于解读结果很重要。作者通过脑室内持续灌注给予 humanine，也就是直接注入动物的脑室，而不是通过全身给药。在这些条件下，他们报告了整体胰岛素敏感性的显著改善，并伴随下丘脑 STAT3 信号的激活。因此这是一种中枢介导的效应，这极大地限制了向人体外周给药的任何外推。

同一研究还描述了外周方面的内容。在 humanine 存在的情况下，无论在基础状态还是在胰岛素刺激下，葡萄糖转运都有所增加，这提示该肽增加了外周组织对葡萄糖的利用，并在外周作为胰岛素增敏剂发挥作用。作者将这一特征与该肽同 IGFBP-3 的结合联系起来，后者已被证明会诱导胰岛素抵抗。

作者从其工作中得出的结论有意保持宽泛：humanine 可能代表糖尿病与神经退行性变之间的一个联系环节。这种关于一种处于代谢与神经元存活交汇处的肽的假设，已成为 MDP 领域的结构性论点之一。

后续研究把代谢探索扩展到其他组织，例如通过 AMPK 介导的 mTOR 通路抑制来影响肝脏脂质蓄积，又或者地塞米松诱导的人骨骼肌细胞萎缩。这些结果仍限于细胞或动物层面，并未确定任何临床适应症。

Humanine 不再是孤立的存在。自 2001 年以来，已有多种由线粒体 DNA 编码的肽被描述，理解它们之间的差异可以避免许多混淆。

最知名的是 MOTS-c，一种由 16 个氨基酸组成的肽，它并非编码于 16S 核糖体 RNA 区域，而是编码于 12S 区域。Changhan Lee 及其同事对它的鉴定于 2015 年发表在《Cell Metabolism》上，随后在 2016 年《Free Radical Biology and Medicine》的一篇综述中得到归纳，这些工作将它定位为肌肉和脂肪组织代谢的调节因子。它的主要机制与 humanine 明显不同：通过扰动叶酸-甲硫氨酸循环、AICAR 蓄积以及 AMPK 的激活发挥作用。我们的MOTS-c 完整指南详细介绍了这些研究，专门的对比内容见文章Klow 对比 MOTS-c。

接下来是 SHLP，即类 humanin 小肽（small humanin-like peptides），编号为 1 至 6。它们由 Laura Cobb 团队在与 humanine 相同的线粒体区域中鉴定出来。作者重点研究了 SHLP2 和 SHLP3，因为它们具有与 humanine 相当的保护作用。值得注意的是，通过脑内灌注给予的 SHLP2 增加了葡萄糖摄取并抑制了肝脏葡萄糖生成，这一胰岛素增敏剂特征与 humanine 所描述的相近。

因此，把这些分子联系在一起的并不是某个共同机制，而是一种共享的逻辑：线粒体可能发出其数量随年龄和代谢状态而变化的肽类信号。若想更全面地了解在这一背景下被研究的各种肽，请参阅我们对抗衰老研究中的肽的综述。

动物研究文献中有很大一部分并不涉及天然 humanine，而是涉及它的类似物。这一区别至关重要，因为它在科普内容中经常被抹去，从而有可能把以修饰版本获得的结果归于天然分子。

使用最多的类似物源于单一替换：第 14 位的丝氨酸被甘氨酸取代。它被交替称为 S14G-humanine、S14G-HN 或 HNG，这三个名称指的是同一个分子。结构鉴定研究报告，这一替换大幅提升了体外生物活性，在神经保护模型中约为一千倍，并且这一活性提升与该肽在 37 度溶液中更好的构象稳定性相关。

这就解释了为什么 HNG 成为动物研究的首选形式，包括上文描述的 APPswe/PS1dE9 小鼠实验以及神经血管方面的研究。换句话说，当一项研究宣布动物认知功能有所改善时，所用的多半是 HNG，而不是天然 humanine。

其他衍生物则基于不同的原理构建。例如 colivéline 把活动依赖性神经营养因子的一个片段连接到一种 humanine 类似物的 N 端，目的是在更低浓度下获得活性。这些构建物属于探索性药物化学范畴，同样未在人体中得到评估。

这些分子中没有任何一种具备人体药代动力学、耐受性或安全性数据。因此，无法推荐任何剂量、任何给药途径和任何使用时长，本指南也不提供任何建议。任何考虑在这一领域采取行动的人都应咨询医疗专业人士。

关于 humanine 确实存在人体数据，但其性质与动物数据非常不同：它们是观察性和相关性的，而不是干预性的。在已发表的试验中，没有人把这种肽给予志愿者。人们测量的是循环浓度。

在多篇出版物中反复出现的第一个发现是，humanine 的循环水平随年龄下降，在小鼠中如此，在人血浆中也是如此。这一特征支持了衰老过程中线粒体信号传导衰退的假设，与线粒体功能本身的下降相平行。

第二个发现更为引人注目，也是支持其与长寿存在联系的最常被引用的论据。百岁老人的子女这一在统计上更有可能活到非常高龄的人群，其 humanine 循环浓度高于同龄且没有特殊长寿家族史的对照者。这一观察尤其见于 Kelvin Yen 及其同事 2020 年发表于《Aging》的研究，并被 Donatella Coradduzza 及其同事 2023 年发表于《Biology》的系统综述所引述。

同样是这篇 2020 年的出版物，在长寿方面提供了一个实验性要素，但是在无脊椎动物中：在线虫Caenorhabditis elegans中，humanine 的过表达足以延长寿命，而这一效应依赖于 daf-16/FOXO，一种长寿通路的核心转录因子。此外，2018 年发表于《Scientific Reports》的研究报告了 humanine 与人类认知年龄改善之间的关联。

必须明确说明这一整套数据在逻辑上的局限。循环水平偏高与良好衰老之间的相关性，并不能证明给予该肽会产生同样的益处。humanine 的水平可能是线粒体功能良好的标志，而非其原因，而这恰恰是临床试验本应解决的问题。

在监管层面，情况毫无歧义。humanine 及其类似物在美国未获 FDA 批准为药物，在欧洲也未获 EMA 批准，没有任何适应症。它们属于研究用物质类别，并带有通常的仅限实验室使用的标注。

在临床研究层面，现状同样清楚：没有任何已发表的干预性临床试验评估过在人体中给予 humanine 或其类似物。现有的人体文献由血浆浓度测定研究、生物检测方法开发工作，以及与年龄、认知或代谢参数的相关性分析组成。因此，在该肽被发现二十五年之后，这个分子尚未跨过人体治疗评估的任何阶段。

这种缺失值得解释，而不只是陈述。有若干经典障碍适用于此：全身给药的短肽通常血浆半衰期较短；对于神经系统靶点而言，穿过血脑屏障是一个尚未解决的问题；而特征最明确的代谢效应是通过脑室内途径获得的，难以转化。此外还有天然序列缺乏有吸引力的可专利性，这对开发资金造成影响。

持有和销售的法律地位还因司法辖区而异，适用于研究用物质的规则在法国、欧盟和美国并不相同。此外，humanine 处于一个受反兴奋剂机构监管的领域，即肽类和生长因子领域。

医疗免责声明：本指南仅供教育用途。它不构成医疗建议，不描述任何使用方案，也不应成为健康决策的依据。humanine 是一种未获批用于人体的研究用肽。有关健康的任何问题，请咨询合格的医疗专业人士。

一份参考指南既要呈现证据的前景，也要呈现其弱点。humanine 的弱点体现在多个方面。

第一个局限是天然分子与类似物之间的混淆。被引用最多的动物研究结果中有相当大一部分是用 HNG 获得的，而它的体外活性远高于天然序列。把这些结果归于天然 humanine 是一种常见的解读错误。

第二个局限涉及给药途径。中枢代谢效应依赖于啮齿类动物的脑室内灌注。这种给药方式是一种实验生理学工具，而不是人体外周给药后会发生什么的模型。

第三个局限是物种层级。最直接的长寿数据来自线虫，认知数据来自小鼠，而人体数据纯属相关性。在衰老研究中，从一个层级跨到下一个层级在历史上一直是一道严格的筛选，许多在无脊椎动物中前景可期的分子在人体中毫无表现。

第四个局限涉及缺乏人体安全性数据。在没有临床试验的情况下，关于耐受性、相互作用、长期效应或风险人群，都没有可靠的信息。应当指出的是，抗凋亡活性对一个处于受损状态的神经元有益，但在其他细胞环境中会引出合理的疑问，而且已有研究在肿瘤模型中探索了 humanine。这种理论上的两面性只能通过并不存在的临床数据来消除。

最后，这些文献还存在显著的方法学异质性，检测体系各不相同，所用肽形式有差异，样本量往往偏小，2023 年的系统综述明确指出了这一点。总之，humanine 是一个坚实的科学研究对象，也是一个值得关注的线粒体衰老候选生物标志物，但它在今天并不是一种治疗选择。