中國科學院海洋研究所研究發現紅球藻蝦青素保護作用溶酶體自噬新途徑
近日，中科院海洋所劉建國研究團隊在紅球藻蝦青素保護作用研究上取得重要發現，證實紅球藻蝦青素存在著區別于傳統淬滅自由基和抗氧化作用的另一條新途徑。相關結果以研究論文形式發表于國際學術期刊《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利用提供了新思路。
紅球藻蝦青素具有獨特的分子結構、超強的抗氧化性和淬滅清除自由基能力，對肌體各個系統、器官組織、細胞和生物大分子層面都呈現很好的保護作用，以往也僅僅據此詮釋其多種生物學功效和作用調控機制，但鮮有研究與廣泛存在于真核生物的自噬或溶酶體聯系在一起。
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急性腎損傷，通過檢測腎組織重要生理指標、結合組織病理學和亞細胞圖像的定性證據、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，發現紅球藻蝦青素具有誘導溶酶體增多和體積增大、溶酶體酸性磷酸酶活性增強，證實紅球藻蝦青素通過自噬-溶酶體解毒途徑對部分急性腎損傷具有很好的保護作用，約3-4成急性腎損傷腎臟仍然保持正常的健康結構和功能。紅球藻蝦青素的上述保護作用與傳統的抗氧化和SOD依賴性自由基清除系統完全不同，同時還揭示紅球藻蝦青素的抗化學損傷和保護腎臟免受損傷作用也明顯超過β-胡蘿卜素。
紅球藻蝦青素對急性腎損傷wistar大鼠亞細胞結構的影響。
自上而下，腎小球內質網、溶酶體、細胞核、細胞質膜和線粒體；A組，陰性對照；B組，陽性對照；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細胞結構吞噬降解, 清除胞內損傷和衰老細胞器以及生物大分子等的普遍現象，并可為細胞的更新重構提供原料。近年來研究還先后證實自噬與生長、生殖、炎癥、衰老、死亡等重要生理和病理過程，以及大腦和神經系統、肝腎心臟等疾病和癌癥發生都具有密切關系，同時很多化學污染以及一些重要流行性疾病（如COVID-19、MERS和SARS）均可誘發急性腎損傷甚至死亡。本研究天然紅球藻蝦青素通過介導自噬-溶酶體途徑發揮保護作用的發現，對探討其多重藥食同源功效、提高人類健康水平、推動該資源開發都具有重要的理論和應用價值。
研究由中科院海洋所藻類與藻類生物技術團隊、中國醫學科學院醫學實驗動物研究所何君教授團隊、加拿大哥倫比亞大學醫學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院、山東省等項目資助。（實驗海洋生物學重點實驗室）
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
