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中國科學(xué)院海洋研究所研究發(fā)現(xiàn)紅球藻蝦青素保護(hù)作用溶酶體自噬新途徑
近日，中科院海洋所劉建國研究團(tuán)隊(duì)在紅球藻蝦青素保護(hù)作用研究上取得重要發(fā)現(xiàn)，證實(shí)紅球藻蝦青素存在著區(qū)別于傳統(tǒng)淬滅自由基和抗氧化作用的另一條新途徑。相關(guān)結(jié)果以研究論文形式發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《藻類研究》（Algal Research）上，為詮釋紅球藻蝦青素多重生理活性和功效作用以及該資源開發(fā)利用提供了新思路。
紅球藻蝦青素具有獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)、超強(qiáng)的抗氧化性和淬滅清除自由基能力，對(duì)肌體各個(gè)系統(tǒng)、器官組織、細(xì)胞和生物大分子層面都呈現(xiàn)很好的保護(hù)作用，以往也僅僅據(jù)此詮釋其多種生物學(xué)功效和作用調(diào)控機(jī)制，但鮮有研究與廣泛存在于真核生物的自噬或溶酶體聯(lián)系在一起。
本研究利用天然蝦青素、β-胡蘿卜素或安慰劑飼喂Wistar大鼠，并借助慶大霉素誘導(dǎo)急性腎損傷，通過檢測腎組織重要生理指標(biāo)、結(jié)合組織病理學(xué)和亞細(xì)胞圖像的定性證據(jù)、血尿素氮和血清肌酐的治療效果以及酸性磷酸酶活性等定量證據(jù)，發(fā)現(xiàn)紅球藻蝦青素具有誘導(dǎo)溶酶體增多和體積增大、溶酶體酸性磷酸酶活性增強(qiáng)，證實(shí)紅球藻蝦青素通過自噬-溶酶體解毒途徑對(duì)部分急性腎損傷具有很好的保護(hù)作用，約3-4成急性腎損傷腎臟仍然保持正常的健康結(jié)構(gòu)和功能。紅球藻蝦青素的上述保護(hù)作用與傳統(tǒng)的抗氧化和SOD依賴性自由基清除系統(tǒng)完全不同，同時(shí)還揭示紅球藻蝦青素的抗化學(xué)損傷和保護(hù)腎臟免受損傷作用也明顯超過β-胡蘿卜素。
紅球藻蝦青素對(duì)急性腎損傷wistar大鼠亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)的影響。
自上而下，腎小球內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、溶酶體、細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)膜和線粒體；A組，陰性對(duì)照；B組，陽性對(duì)照；C組，低劑量紅球藻蝦青素飼喂組；D組，高劑量蝦青素飼喂組
紅球藻蝦青素對(duì)急性腎損傷wistar大鼠的腎功能和溶酶體活性的影響
基于自噬是通過溶酶體對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)吞噬降解, 清除胞內(nèi)損傷和衰老細(xì)胞器以及生物大分子等的普遍現(xiàn)象，并可為細(xì)胞的更新重構(gòu)提供原料。近年來研究還先后證實(shí)自噬與生長、生殖、炎癥、衰老、死亡等重要生理和病理過程，以及大腦和神經(jīng)系統(tǒng)、肝腎心臟等疾病和癌癥發(fā)生都具有密切關(guān)系，同時(shí)很多化學(xué)污染以及一些重要流行性疾病（如COVID-19、MERS和SARS）均可誘發(fā)急性腎損傷甚至死亡。本研究天然紅球藻蝦青素通過介導(dǎo)自噬-溶酶體途徑發(fā)揮保護(hù)作用的發(fā)現(xiàn)，對(duì)探討其多重藥食同源功效、提高人類健康水平、推動(dòng)該資源開發(fā)都具有重要的理論和應(yīng)用價(jià)值。
研究由中科院海洋所藻類與藻類生物技術(shù)團(tuán)隊(duì)、中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物研究所何君教授團(tuán)隊(duì)、加拿大哥倫比亞大學(xué)醫(yī)學(xué)院科研人員共同完成。中科院海洋所劉建國研究員為論文通訊作者。研究得到了中國科學(xué)院、山東省等項(xiàng)目資助。（實(shí)驗(yàn)海洋生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）
論文鏈接：
Yang Doris Liu, Jun He, Weiying Luan, Yanfeng Xu, Qianqian Li, Lishan Pan, Jianguo Liu，A new autophagy-driven protective pathway of Haematococcus astaxanthin against chemical damage in wistar rats with gentamicin-induced acute kidney injury. Algal Research 72 (2023) 103107.
https://doi.org/10.1016/j.algal.2023.103107
