昆明白鸥微藻技术有限公司欢迎您!
+ 更多 联系我们

昆明白鸥微藻技术有限公司

地址:中国(云南)自由贸易试验区昆明片区经开区浦发路16号云南创新生物产业孵化器5楼D1区

服务热线:0871-67426129

阿里巴巴采购店铺: kunmingbiogenic.1688.com

新闻资讯
首页 > 虾青素知识 > 详细内容

世界杯熬夜看球不能“看坏”眼睛,长时间对着LED屏幕的蓝光伤害要做好保护

2022-11-22

《食品科学》:虾青素保护视网膜色素上皮细胞免受蓝光发光二极管诱导的氧化应激损伤

 来源: 食品科学杂志

 (关于虾青素在视疲劳方面的内容可关注“ 白鸥 ”公众号,阅读文章 https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzUzMjE1NTYxMA==&mid=2247486898&idx=2&sn=f9f0cf5391ce82001eac238e91e2c52f&chksm=fab6d007cdc15911be77b30c7705958e5a784247bf0ef25b9fa1446132a94a6693fe104ed004#rd



发光二极管(LED)是一种节能光源,广泛应用于智能手机、数字显示器和计算机屏幕等电子设备中。

与传统光源相比,LED能够发出更高级别的蓝光,从而可以提高电子屏幕的清晰度和亮度。

蓝光的波长在400495 nm之间,与其他波长的光源相比,

蓝光可以穿透晶状体进入视网膜,并且可以诱导机体产生过量活性氧(ROS),导致氧化应激,从而引起视网膜色素上皮(RPE)细胞结构损伤和活力下降。

 

虾青素是一种类胡萝卜素,主要存在于虾蟹外壳、牡蛎和雨生红球藻等海洋生物中。

有研究表明,虽然虾青素在人类视网膜中非天然存在,但它能很容易地穿过“血-视网膜屏障”,对视网膜神经节细胞产生抗氧化作用

此外,在糖尿病大鼠视网膜病变的模型中发现,虾青素通过改善视网膜组织结构,上调抗氧化应激酶的表达,从而保护视网膜组织细胞免受氧化应激损伤。

目前,虾青素对蓝光LED诱导的视网膜损伤的影响鲜见报道。

因此,天津科技大学食品科学与工程学院的刘 莹、王 浩*等人拟采用ARPE-19细胞(人视网膜色素上皮细胞)作为视网膜细胞模型,

探讨虾青素对蓝光LED诱导的视网膜损伤的潜在保护作用及其可能的作用机制,期为其在视力保健产品领域的开发利用提供理论依据

 

1、虾青素对蓝光LED诱导细胞损伤的保护作用

 

虾青素的结构式如图1A所示。

采用MTT法测定虾青素对ARPE-19细胞活力的影响结果如图1B所示,

与对照组相比,不同浓度(01510 μmol/L20 μmol/L)的虾青素处理细胞后,细胞活力无显著变化(P0.05),说明虾青素在小于20 μmol/L的浓度范围内对ARPE-19细胞活力无显著影响。

因此,选用510 μmol/L20 μmol/L的虾青素进行后续实验。

 

为了评估虾青素的保护作用,将ARPE-19细胞用虾青素(0510 μmol/L20 μmol/L)预处理1 h,然后再暴露于蓝光LED24 h

如图1C所示,MTT结果表明,蓝光LED处理后,细胞活力高度显著降低(P0.001),证实了蓝光LED对细胞的损伤作用

然而,虾青素预处理可以以浓度依赖的方式显著抑制蓝光LED诱导的细胞活力降低P0.05P0.01P0.001)。

 

为了进一步验证虾青素对蓝光LED诱导的细胞损伤的保护作用,测定了虾青素处理后细胞LDH释放水平。

如图1D所示,虾青素预处理显著降低了蓝光LED诱导的LDH的释放(P0.01P0.001),

说明虾青素可以有效保护ARPE-19细胞免受蓝光LED处理导致的细胞毒性

  

 

2、虾青素对蓝光LED诱导ARPE-19细胞内ROS产生的影响

 

采用DCFH-DA荧光探针染色法测定细胞内ROS水平,评价虾青素对ARPE-19细胞氧化应激损伤的保护作用。


如图2AB所示,与对照组相比,蓝光LED辐照后细胞内ROS水平高度显著升高(P0.001)。

虾青素预处理抑制了蓝光LED辐照诱导的ROS的产生,且呈浓度依赖性。

 

结果表明,虾青素可以通过降低细胞内ROS水平来保护细胞免受蓝光LED诱导的氧化应激损伤

 

 

3、虾青素对蓝光LED诱导ARPE-19细胞线粒体损伤的影响

 

如图3AB所示,与对照组相比,蓝光LED辐照导致红/绿荧光强度百分比高度显著降低(P0.001)。

然而,与蓝光LED组相比,虾青素预处理以浓度依赖性方式增加了红/绿荧光强度百分比。

结果表明,虾青素能够缓解由蓝光LED辐照引起的线粒体损伤

 

 

4、虾青素对蓝光LED诱导的ARPE-19细胞内抗氧化酶活力及MDA含量的影响

 

如图4AD所示,蓝光LED损伤后,ARPE-19细胞内SODGSH-PxCAT活力均显著降低(P0.01P0.001),MDA含量高度显著升高(P0.001)。

虾青素预处理可以显著提高SODGSH-PxCAT活力,显著降低MDA含量。

 

综上,虾青素可以通过提高ARPE-19细胞内源性抗氧化酶活力抑制蓝LED诱导的氧化应激

 

 

5、虾青素对蓝光LED诱导的ARPE-19细胞内HO-1NQO1GCLCGCLM mRNA表达水平的影响

 

如图5所示,蓝光LED辐照处理24 h后,细胞内HO-1NQO1GCLCGCLM mRNA的表达水平均显著降低(P0.05);

然而,虾青素预处理以浓度依赖的方式提高了HO-1NQO1GCLCGCLM mRNA的表达水平。

 

这些结果表明,虾青素通过上调ARPE-19细胞中抗氧化和II相解毒基因的表达来发挥其抗氧化作用。

 

 

6、虾青素诱导ARPE-19细胞Nrf2核移位和蛋白表达

 

Western blot分析ARPE-19细胞Nrf2核蛋白的表达结果显示,与蓝光LED组相比,虾青素处理组Nrf2核蛋白的表达量随虾青素浓度的增加而显著增加(P0.05P0.01)(图6)。

虾青素诱导了Nrf2核移位,可能进而激活ARPE-19细胞中抗氧化酶和II相解毒基因的表达

 

 

7、分子对接分析结果

 

如图7和表2所示,虾青素与2FLU之间的结合能为-305.055 4 kJ/mol,姜黄素与2FLU之间的结合能为-339.531 6 kJ/mol。虾青素与姜黄素在相同的活性中心对接,并且两者的对接结果具有相近的分子间能量。

以上结果表明,虾青素和姜黄素可能具有相似的抗氧化作用机制,通过与Keap1蛋白结合,促进Keap1蛋白与Nrf2蛋白分离,这与细胞实验的结果一致。

  

 

本研究以蓝光LED诱导的ARPE-19细胞为氧化应激损伤模型,

通过测定细胞活力、细胞毒性、细胞内ROS水平、线粒体膜电位的变化、细胞内源性抗氧化酶、II相解毒基因的转录表达水平以及Nrf2核蛋白表达水平,评价虾青素的保护作用及其机制。

 

结果表明,虾青素以浓度依赖的方式抑制蓝光LED导致的ARPE-19细胞活力降低,缓解细胞毒性,减少细胞内ROS的产生,稳定线粒体膜电位,提高内源性抗氧化酶活力

此外,虾青素诱导了Nrf2的核转位,增加了抗氧化酶和II相解毒基因的表达,从而保护ARPE-19细胞免受蓝光LED诱导的氧化应激损伤

  

 

参考文献:

《食品科学》20214221128-136页,作者:刘莹,马宁,刘垚杰,郭雅图,李赫宇,单艳琴,陈云霞,王浩。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20201017-154

上一条:Trend Hunter发布2023年十大食品行业趋势,微藻受到重视(藻类蛋白质营养又可持续)
下一条:白鸥沼泽 彻先生受邀出席第六届云南国际人才交流会开幕式

相关产品

相关新闻