膠原蛋白的流失是導致皮膚干燥、粗糙、皺紋形成等衰老跡象的主要原因之一，而這與線粒體中脯氨酸的產生量下降密切相關。褪黑素已被證明可以改善多種皮膚衰老的臨床癥狀，但其機制尚不清楚。

2025年3月27日，來自中國農業大學的研究團隊在Experimental Gerontology雜志發表題為“Molecular mechanism of melatonin-mediated mitophagy regulating proline production to ameliorate skin aging”的文章。

該研究發現衰老皮膚中的線粒體自噬、脯氨酸合成關鍵酶NADK2以及脯氨酸和膠原蛋白水平顯著降低，氧化應激水平升高，而補充褪黑素可以有效上調線粒體自噬水平，恢復脯氨酸合成，從而改善皮膚衰老。

研究人員首先收集了一組不同年齡段的健康女性，將其分為 5 組，包括 <21 歲、21-30 歲、31-40 歲、41-50 歲和 >50 歲，并檢測不同年齡段的皮膚生理指標，包括角質層含水量 (SCWC)、經表皮失水量 (TWEL)、油脂含量、表面 pH 值、彈性和黑色素含量。

結果發現，21 歲以后，尤其是 40 歲以后，SCWA、油脂含量和彈性明顯降低，而 TWEL、表面 pH 值和黑色素含量明顯增加。此外，21 歲以后，真皮逐漸變薄、松弛紊亂，出現進行性纖維化。同時，膠原蛋白的數量以及真皮層成纖維細胞標志物波形蛋白和幾種典型膠原蛋白的表達水平均隨年齡增長而顯著降低。

為了探究褪黑素是否能對皮膚衰老產生改善作用。研究人員首先構造了小鼠衰老模型，發現對照組小鼠皮膚細膩光滑，衰老小鼠皮膚明顯松弛、起皺，出現斑塊，證明衰老模型構造成功。當注射褪黑素后，小鼠皮膚衰老情況得到明顯改善，并且膠原蛋白含量明顯升高。

從機制上，在衰老小鼠皮膚中，線粒體功能障礙導致脯氨酸合成受損，從而導致膠原蛋白流失，而補充褪黑素通過改善線粒體功能障礙恢復脯氨酸的產生，從而上調膠原蛋白含量。此外，在衰老小鼠皮膚中，線粒體裂變的水平高于線粒體融合的水平，受損的線粒體不能及時清除，導致氧化應激的發生，而補充褪黑素可以顯著改善這種氧化應激。

總而言之，該研究有闡明線粒體功能障礙導致皮膚衰老的機制，為揭示皮膚衰老機制、合理利用內分泌激素改善皮膚衰老提供新的理論指導，具有廣闊的應用前景。

參考文獻：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0531556525000671?via%3Dihub