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茶葉預防紫外輻射應激損傷作用與機制研究進展

2021-01-21 08:14唐湘粵余鵬輝龔雨順
食品科學 2021年9期
關鍵詞:小體兒茶素炎性

唐湘粵,陳 穎,余鵬輝,鹿 顏,龔雨順*

(湖南農(nóng)業(yè)大學園藝學院,國家植物功能成分利用工程技術(shù)研究中心,茶學教育部重點實驗室,湖南 長沙 410128)

紫外線是太陽光中波長范圍在10~400 nm光線的總稱。根據(jù)不同波長范圍,紫外線又可以細分為UV-C(<280 nm)、UV-B(280~315 nm)和UV-A(315~400 nm)3 種,其波長越短所蘊含的能量越高。長時間暴露在過量的紫外輻射條件下會使人體皮膚出現(xiàn)皺紋,組織脆性增加,促使皮膚光老化[1]和免疫功能 失調(diào),進而增加細胞損傷概率和患皮膚癌風險[2-4]。紫外線對細胞的損傷機制分為直接作用(光化學反應)和間接作用(氧化脅迫)[5]。研究發(fā)現(xiàn),植物活性成分酚酸、黃酮類、萜類等化合物除了具有紫外線吸收特性外,還具有中和活性氧(reactive oxygen species,ROS)、抵抗炎癥和調(diào)節(jié)免疫功能,從而保護細胞免受紫外輻射損傷[6]。

茶是世界上最受歡迎的飲品之一,富含兒茶素、咖啡因、茶氨酸和茶多糖等多種生物活性成分。研究表明,飲茶有利于人類抵抗紫外輻射損傷[7],茶葉活性成分能有效預防改善皮膚損傷和皮膚癌等紫外輻射誘導的相關疾病[8-10]。在過量紫外輻射條件下,茶葉活性成分能增強機體DNA損傷修復機制和抑制炎性小體激活,從而減輕紫外輻射損傷。

1 紫外輻射應激造成機體損傷

流行病學和臨床研究表明,機體在過量紫外輻射條件下會導致嚴重損傷。過量紫外輻射一方面導致機體內(nèi)源性ROS隨著時間延長呈現(xiàn)依賴性增長[11-12],產(chǎn)生氧化應 激[13-14];另一方面還會誘導DNA雙鏈斷裂造成損傷[13]。作為細胞中紫外線的光受體,DNA在紫外線波長范圍內(nèi)具有很強的光譜吸收能力,可以直接吸收紫外輻射能量。DNA分子中相鄰堿基會直接吸收紫外光子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài),而激發(fā)態(tài)的形成標志著DNA光產(chǎn)物環(huán)丁烷嘧啶二聚體(cyclobutane pyrimidine dimer,CPD)產(chǎn)生;此外,通過紫外輻射誘導ROS和活性氮產(chǎn)生的光敏反應也會生成CPD[12,15]。有研究表明,CPD會誘導細胞凋亡[16]。人類基因組中存在CPD超熱點,其檢測結(jié)果可以用來評估罹患皮膚癌風險[17]。

過量紫外輻射會對抗原呈遞細胞產(chǎn)生損傷耗竭,從而影響機體免疫功能[18]。此外,紫外輻射誘導ROS積累和DNA損傷可以作為激活炎性小體的信號分子[19]。近年來,炎性小體的異常激活被認為與多種炎癥性疾病和自身免疫性疾病相關。暴露在過量的紫外輻射下,受損的角質(zhì)形成細胞中半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-1(caspase-1)被激活并寡聚形成炎性小體[20]。曬傷皮膚細胞中,紫外輻射激活的炎性小體介導角質(zhì)形成細胞中促炎因子白細胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)和IL-18的激活和 釋放[21]。過量的IL-1β可以抑制Th1反應和調(diào)節(jié)性T細胞活性,而調(diào)節(jié)性T細胞不僅在抑制效應T細胞反應中起重要作用,還在紫外線誘導的免疫抑制中起關鍵作用[22]。

2 茶葉預防紫外輻射應激損傷的作用

植物中的次級代謝產(chǎn)物是一種具有保護性、適應性和調(diào)節(jié)性物質(zhì)[23-24],在應激條件下可以適應脅迫環(huán)境[25-26]。植物暴露在過量紫外輻射條件下會刺激苯丙氨酸裂合酶的過表達,由苯丙烷途徑合成類黃酮等植物多酚。這類多酚結(jié)構(gòu)中帶有含多個羥基的芳香碳環(huán),可以有效吸收紫外輻射,增強防曬性能[25]。黃酮類和萜類能較好地抑制植物分子和結(jié)構(gòu)免受II型光反應形成的過量ROS(超氧陰離子自由基、羥自由基、過氧化物和單線態(tài)氧)的破壞作用[27-28]。

茶樹可以通過調(diào)控次級代謝產(chǎn)物(如茶多酚、咖啡堿等)合成來預防紫外輻射造成的應激脅迫。Wu Quanjin等[29]發(fā)現(xiàn)茶樹在高強度光照下,與遮光處理茶樹相比遭受了更高的氧化脅迫;遮光處理會顯著降低茶葉中類黃酮和主要兒茶素含量[30]。Zheng Chao等[31]發(fā)現(xiàn)不同環(huán)境條件下茶樹中類黃酮含量和類黃酮表達的基因存在差異,強光和紫外輻射條件下會引起氧化應激并使類黃酮大量產(chǎn)生[32-33]。

植物次級代謝產(chǎn)物與機體內(nèi)特異性靶點(酶的活性位點或轉(zhuǎn)錄因子)具有高的結(jié)合親和力,能夠與內(nèi)源性配體競爭,從而抑制或誘導相應的代謝或信號轉(zhuǎn)導途徑[34]。并且植物次級代謝產(chǎn)物還可以在人類細胞中誘導或抑制基因的表達,通過調(diào)控這些基因可以協(xié)助調(diào)控新陳代謝[35-37]。

不同模式生物中均發(fā)現(xiàn)茶葉水提物可以預防或改善紫外輻射損傷。綠茶提取物能夠提高暴露于紫外輻射條件下酵母的存活率并降低其突變的概率[38]。在對秀麗隱桿線蟲進行的實驗中,紅茶水提物能夠延長其在2000 J/m2紫外輻射條件下的平均壽命[39]。以紅茶或綠茶代替飲水可以明顯抑制小鼠在紫外輻射誘導下皮膚腫瘤的形成[40]。 在另外一項研究中,口服質(zhì)量分數(shù)0.6%的綠茶水提物可以增加小鼠經(jīng)紫外輻射誘導形成的曬傷細胞的凋亡數(shù),保護皮膚免受紫外輻射損傷[41]。茶多酚和茶多糖類也具有預防紫外輻射應激損傷的作用??诜蚓植渴褂脧木G茶中提取的多酚可以抑制紫外輻射誘導的皮膚損傷。茶多酚、茶黃素能有效捕獲4-羥基壬烯醛,減輕紫外輻射誘導的細胞內(nèi)氧化應激和細胞毒性。在小鼠模型實驗中,照射UV-A前30 min預先涂抹質(zhì)量分數(shù)2%的表沒食子兒茶素沒食子酸酯(epigallocatechin gallate,EGCG),可以顯著減少皮膚的曬傷細胞數(shù)量[42]。Elmets等[7]研究表明,18~50 歲年齡段的志愿者手臂預先涂抹質(zhì)量分數(shù)5% EGCG或表兒茶素沒食子酸酯(epicatechin gallate,ECG),可以顯著抑制紫外輻射誘導的曬傷。然而,在Farrar等[43]的一項隨機對照實驗中,志愿者通過口服綠茶兒茶素并不能明顯預防紫外輻射導致的皮膚曬傷,與對照組相比,紫外輻射的最小紅斑劑量也沒有明顯差異。在Farrar等[44]另一項研究中也發(fā)現(xiàn),通過口服綠茶兒茶素并不能明顯預防紫外輻射誘導的DNA損傷。

研究表明,茶葉能夠改善紫外輻射導致機體皮膚光老化[45-46]。在小鼠模型中,與對照組相比,喂食綠茶水提物可以增加紫外輻射后小鼠皮膚膠原蛋白和彈性蛋白纖維水平,改善紫外輻射誘導的光老化[47-48]。在Li Yuanhong等[49]的研究中,20 名志愿者接受1.5 倍最小紅斑劑量模擬紫外輻射照射,使用不同添加量綠茶水提物都可以改善紫外輻射導致的光老化,其中3%添加量組的效果最佳,可以顯著降低人體皮膚中色素沉降和角質(zhì)層以及表皮的增厚程度。Hong等[50]使用經(jīng)鞣酸酶處理后的綠茶兒茶素涂抹在受試者的魚尾紋上,結(jié)果表明其可以降低皮膚表面平均粗糙度,減少皺紋數(shù)量。

茶葉可以預防改善紫外輻射導致的免疫抑制。首先,茶葉水提物和活性成分能夠有效減輕抗原呈遞細胞損傷。有研究表明綠茶和白茶提取物可以減輕紫外輻射誘導的朗格漢斯細胞(一種位于皮膚表皮層的樹狀細胞,屬于抗原呈遞細胞)損傷。Katiyar等[51]發(fā)現(xiàn)在小鼠UV-B暴露前局部應用EGCG可減少II類MHC+Ia+抗原呈遞細胞的耗竭。在另一項研究中也發(fā)現(xiàn),暴露于UV-B之前局部應用EGCG可以減少滲入暴露皮膚的CD11b+單核細胞/巨噬細胞和中性粒細胞的數(shù)量[52]。此外,茶多糖可以誘導脾細胞的增殖和促進小鼠骨髓的樹突狀細胞的表型和功能成熟,并且能夠通過Toll樣受體增強吞噬細胞的吞噬能力[53]。茶多糖還可以降低胃癌小鼠促炎性因子水平,提高T細胞活化程度[54-55],從而起到正向調(diào)節(jié)免疫功能的作用。

流行病學研究和動物實驗發(fā)現(xiàn)飲茶有益于預防非黑色素皮膚癌。日常飲用紅茶可以起到降低患非黑色素皮膚癌風險的作用[56]。Hakim等[57]進行了一項基于人群的病例對照研究,以評估紅茶攝入量和皮膚鱗狀細胞癌之間的關系,結(jié)果顯示,飲用紅茶的受試者患皮膚鱗狀細胞癌的風險顯著降低。Wang Zhi Y.等[40]研究發(fā)現(xiàn)飲用添加量為0.63%或1.25%的紅茶、綠茶、脫咖啡因紅茶或脫咖啡因綠茶均可顯著抑制小鼠在UV-B誘導下的皮膚角化棘皮瘤腫瘤的形成和基底細胞癌的發(fā)生。飲茶還可以降低皮膚患惡性黑色素瘤的風險。Fortes等[58]在意大利進行的病例對照研究中,發(fā)現(xiàn)茶葉攝入量與皮膚惡性黑色素瘤風險之間存在顯著的負相關關系。且茶葉預防紫外輻射導致的皮膚癌與咖啡因呈現(xiàn)劑量依賴性關系[59-61]。還有研究表明,口服綠茶多酚可以增強抗氧化劑和II期酶(谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶和細胞色素P450等)活性,這可能與抗癌化學預防作用相關[62]。此外,茶多糖能夠通過調(diào)節(jié)機體的免疫活性提高遲發(fā)性超敏反應和巨噬細胞的吞噬能力,從而增強機體對腫瘤的防御反應[63]。

3 茶葉對紫外輻射應激損傷預防和修復機制

茶葉可以通過維持細胞穩(wěn)態(tài)抵抗紫外輻射應激。首先,茶葉活性成分能夠增強DNA損傷修復。其次,茶葉活性成分還能維持細胞因子的平衡,減少紫外輻射誘導炎癥的發(fā)生。另外,茶葉活性成分可以抑制炎性小體的激活,減少免疫功能失調(diào)和皮膚癌癥的發(fā)生。最后,茶葉活性成分可以通過應激性睡眠促進細胞損傷修復,維持細胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)。

3.1 茶葉通過調(diào)控DNA損傷修復機制減輕紫外輻射 應激損傷

紫外線誘導的DNA損傷是抗原提呈細胞遷移的重要分子觸發(fā)因子[64]。為了維持遺傳基因的穩(wěn)定性,生物體內(nèi)存在一種DNA損傷響應(DNA damage response,DDR)機制。DDR是基于蛋白激酶的細胞內(nèi)和細胞間組成的信號通路,通過檢測DNA損傷并通過信號轉(zhuǎn)導做出響應[53,65]。DNA雙鏈斷裂通過共濟失調(diào)-毛細血管擴張突變(ataxia telangiectasia-mutated,ATM)途徑識別檢測[66-67]。 HeLa細胞中ATM激活與γH2AX染色呈陽性的細胞比例大幅增加有關[68]。EGCG可以對γH2AX發(fā)揮化學預防和治療作用[69-71]。花青素也可以通過減少γH2AX原位表達來降低紫外輻射誘導的ROS水平并減輕DNA損傷[72]。

研究表明,茶葉可以減少紫外輻射誘導的CPD形成。人體皮膚上涂抹綠茶多酚可以預防UV-B誘導的皮膚CPD形成[73]。茶葉多酚還能夠促進紫外輻射誘導的CPD修復。在老鼠模型中,Katiyar等[74]研究發(fā)現(xiàn)服用0.2%綠茶多酚的小鼠比空白組在紫外輻射72 h后測定的CPD數(shù)量減少59%,并能降低CPD的遷移率。此外,Katiyar等[75]還發(fā)現(xiàn)EGCG可以降低IL-10水平,并通過增加IL-12依賴性介導DNA的損傷修復以減少CPD;綠茶中VC也參與了IL-12依賴性DNA損傷修復機制。

3.2 茶葉通過抑制MAPK級聯(lián)反應減少紫外輻射應激損傷

絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)至少由4 個家族組成,包括p38、細胞外信號調(diào)節(jié)激酶(extracellular signal-regulated kinase,ERK)、c-Jun氮末端激酶(c-Jun N-terminal kinase,JNK)和ERK5/BMK1。MAPK通路在紫外輻射介導的激活蛋白-1(activator protein1,AP-1)和環(huán)氧合酶-2(cyclooxygenase-2,COX-2)表達上調(diào)中發(fā)揮重要作用,是皮膚癌化學預防的靶點[76]。p38 MAPK信號通路可以響應外界能量應激,通過酶促級聯(lián)反應介導機體的應激抵抗,其下游靶點包括p53、AP-1、核因子-κB(nuclear factor kappa-B,NF-κB)等轉(zhuǎn)錄因子。紫外輻射可以激活細胞p38磷酸化[77]。將培養(yǎng)的HaCaT細胞暴露在UV-B條件下會顯著激活p38,EGCG在5~10 μmol/L劑量范圍內(nèi)能夠顯著性抑制p38的活化[78]。在ARPE19細胞中,EGCG在10 μmol/L劑量下能夠有效抑制UV-A輻射條件下的p38活化,并且能夠抑制COX-2的活化以及UV-A誘導的ARPE19細胞死亡[79]。在另一項細胞實驗中,茶葉中 咖啡因和茶堿也可以阻斷紫外輻射激活人角膜上皮細胞p38的激活。在小鼠模型中,EGCG治療可以完全抑制紫外輻射誘導的小鼠皮膚細胞中p38磷酸化[80]。體內(nèi)和體外研究表明茶多酚EGCG能夠有效抑制紫外輻射誘導的ERK、MAPK磷酸化[81-83]。最近有研究表明L-茶氨酸能夠抑制ERK和NF-κB活化[84]。咖啡因和茶堿也具有同樣的 效應[85],并且還可以削弱紫外輻射誘導的人角膜上皮細胞凋亡作用。還有研究表明紅茶主要多酚茶黃素和茶紅素能夠抑制氧化應激條件下的JNK磷酸化,但不會影響ERK磷酸化[86-88]。

信號傳導及轉(zhuǎn)錄激活因子(signal transduction and activator of transcription,STAT)具有調(diào)節(jié)炎癥和光損傷作用信號轉(zhuǎn)導途徑的功能,STAT1位于MAPK下游,能夠被MAPK蛋白磷酸化。有研究表明茶葉中EGCG和茶黃素能夠抑制紫外輻射誘導的STAT1(Ser727)磷酸化[89]。而STAT1的酪氨酸磷酸化需要表皮生長因子受體(epithelial growth factor receptor,EGFR)酪氨酸激酶活性的響應,但是紫外輻射誘導的STAT11磷酸化并不依賴于EGFR酪氨酸激酶活性。通過使用ERK和MAPK激酶(MAPK kinase,MEK)抑制劑,發(fā)現(xiàn)紫外輻射誘導的MEK1-ERK 級聯(lián)反應在紫外輻射誘導的STAT1磷酸化中是必需的,同時STAT1的磷酸化同樣需要p38和JUN的介導。

3.3 茶葉通過抑制炎性小體激活和炎癥因子表達修復紫外 輻射損傷

炎性小體由傳感器、銜接子和前半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-1(procaspase-1)3 個部分組裝而成[90],紫外輻射誘導的細胞損傷會激活炎性小體的組裝。在已知研究成熟的炎性小體中紫外輻射可以誘導核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體蛋白(nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor protein,NLRP)1和NLRP3炎性小體的活化[91]。紫外輻射激活的炎性小體與皮膚癌癥的發(fā)生存在一定的關系,NLRP1可以促進人類黑素瘤中的腫瘤細胞生長和存活,并且還會抑制腫瘤細胞的凋亡[92]。在基底細胞癌細胞中,紫外輻射誘導心肌肌漿網(wǎng)Ca2+-ATP酶(sarco/endoplasmic reticulum Ca2+-ATPase,SERCA2)的下調(diào)介導NLRP3的激活[93]。

研究表明茶葉可以阻斷炎性小體的活化。1 μmol/L EGCG處理可以顯著降低人類轉(zhuǎn)移性黑色素腫瘤細胞中NLRP1水平[94]。并且EGCG可以抑制多種誘導劑引發(fā)的NLRP3活化[95]。在小鼠原代巨噬細胞中,NLRP3的活化需要新的線粒體DNA(mitochondrial DNA,mtDNA)合成[96-97],EGCG可以通過阻斷mtDNA合成來抑制巨噬細胞中NLRP3炎性小體的活化[95]。紫外輻射誘導的Ca2+穩(wěn)態(tài)失衡會導致NLRP3的激活,綠茶多酚可以通過提高Ca2+-ATPase活力來介導細胞的Ca2+穩(wěn)態(tài)[98]。 此外,紫外輻射誘導DNA損傷導致黑素瘤缺乏因子2 (absent in melanoma 2,AIM2)炎性小體激活[99],綠茶多酚可以通過抑制procapspase-1的表達來降低AIM2啟動信號水平[100]。

哺乳動物可以通過激活各種轉(zhuǎn)錄因子來響應紫外輻射應激條件下的DNA損傷修復、細胞生長停滯和誘導凋亡。NF-κB是細胞對刺激(例如應激、炎性因子和紫外輻射)反應的重要介質(zhì),通常由p50亞基和反式激活亞基p65組成。Yang Fajun等[101]研究表明EGCG可以通過抑制IκB激酶(inhibitor of nuclear factor kappa-B kinase,IKK)的活化以及IκBα磷酸化和降解來達到對NF-κB活性的抑制作用。沒食子酸酯基團是抑制IKK活性所必需的,兒茶素結(jié)構(gòu)中酯基的存在顯著增強了對NF-κB活性的抑制作用。同時EGCG還可以抑制p65的磷酸化;此外,茶黃素也可以阻止IκB的磷酸化或降解。NF-κB在炎癥相關基因表達中起著核心作用,但該轉(zhuǎn)錄因子仍需要MAPK的協(xié)助,EGCG可以通過抑制p38 MAPK的磷酸化來抑制NF-κB的活化和核轉(zhuǎn)移。

白細胞介素家族包括促炎因子(IL-1、IL-6和IL-10等)和抑炎因子(IL-12)等,這些細胞因子在紫外輻射后會發(fā)生變化。EGCG是體外有效的IL-1β信號轉(zhuǎn)導抑制劑,能夠明顯抑制IL-1β受體相關激酶(interleukin receptor associated kinase,IRAK)降解以及IRAK降解下游的信號傳導進程(IKK激活、IκBα降解和NF-κB激活)[102-103]。此外,體外細胞培養(yǎng)使用EGCG處理還可以通過抑制NF-κB活性來減少IL-1β分泌,而IL-1β的減少與NLRP1表達量的下調(diào)和Caspase-1激活的減少有關[94]。在人體細胞實驗中,EGCG通過抑制人表皮角質(zhì)形成細胞中炎性小體的ASC寡聚來減弱AIM2誘導的IL-1β分泌[100]。 在小鼠模型中,口服EGCG可以防止procaspase-1和proIL-1β 裂解為caspase-1和IL-1β,并且劑量依賴性抑制了IL-1β的分泌[104]。另外一項小鼠實驗表明,EGCG可以通過增加核因子E2相關因子2(nuclear factor E2-related factor 2,Nrf2)活性來降低機體IL-1β和IL-18的水平,并且還可以增強脾臟調(diào)節(jié)性T細胞的活性[105]。EGCG、ECG和茶黃素-3,3’-二酸酯可以阻止腫瘤壞死因子超家族14(tumor necrosis factor ligand superfamily member 14,TNFSF14)誘導的ERK、JNK和NF-κB活化,通過抑制ERK、JNK和NF-κB降低了TNFSF14誘導的IL-6產(chǎn)生[106]。EGCG還可以減少IL-10的水平并增加IL-12的水平[75]。

3.4 茶葉通過調(diào)節(jié)應激性睡眠修復紫外輻射損傷

睡眠在進化過程中是一個保守的行為狀態(tài),高等生物中也可以觀察到這種現(xiàn)象[107]。睡眠本身受到晝夜節(jié)律和體內(nèi)平衡的調(diào)節(jié)[108],其功能包括生物大分子合成[109]、體溫調(diào)節(jié)[110]和能量分配[111]等。睡眠還可以維持代謝穩(wěn)態(tài),增加β-淀粉樣蛋白清除率[112],而β-淀粉樣蛋白累積會加劇DNA損傷[113]。在小鼠與果蠅模型中,睡眠可以 更快修復輻射導致的DNA損傷[114],并且還可以增加染色體運動,減少DNA損傷[115]。此外,染色體的重塑與晝夜節(jié)律有關[116],晝夜節(jié)律生物鐘通過調(diào)節(jié)限速修復因子著色性干皮病組A(xeroderma pigmentosum group A,XPA)來增加核苷酸切除修復(nucleotide excision repair,NER)以減少DNA損傷[117]。研究表明睡眠可以加快DNA損傷修復,并且睡眠與DNA損傷快速修復呈現(xiàn)正相關關系。在小鼠模型中綠茶多酚可以通過誘導DNA受損的細胞凋亡來抵抗遺傳毒性[118]。綠茶多酚通過上調(diào)NER相關基因水平來促進紫外輻射后DNA損傷快速修復[74]。

在秀麗隱桿線蟲和果蠅模型中,紫外輻射后生物會出現(xiàn)類似生長發(fā)育時期休眠現(xiàn)象,這一現(xiàn)象被稱為應激性睡眠(stress induced sleep,SIS)[119]。細胞應激后的睡眠量增加也是一種跨物種種群的保守行為[120-122]。應激后的睡眠并不是因為機體感受環(huán)境脅迫而產(chǎn)生的回避行為,而是機體細胞損傷導致的[123],并且睡眠量的增加與細胞損傷修復增加呈現(xiàn)正相關關系[124]。SIS是一種保護性的行為,阻斷SIS的信號通路會降低應激狀態(tài)下的秀麗隱桿線蟲[125]和細菌感染的果蠅[122]的存活率。在小鼠和兔子模型中,受病毒感染的小鼠和兔子會出現(xiàn)睡眠量增加的情況,強行剝奪睡眠會影響感染后的動物存活率[126-127]。本實驗室發(fā)現(xiàn)紅茶水提物可以促進秀麗隱桿線蟲紫外輻射應激后的SIS,并且可以延長應激后線蟲的壽命,增強應激后線蟲的活力。

紫外輻射導致的DDR總體上是保守的[128]。在秀麗隱桿線蟲模型中,NER與紫外輻射誘導的損傷識別和修復有關,且紫外輻射誘導SIS需要cep-1(哺乳動物p53同源的DNA損傷感應通路基因)參與調(diào)節(jié)[129]。茶葉活性成分能夠通過DNA損傷響應通路和NER來促進機體DNA損傷修復,并且茶葉活性成分還具有調(diào)節(jié)能量感應網(wǎng)絡的作用。

4 結(jié) 語

綜上所述,茶葉活性成分能夠預防改善紫外輻射損傷,有效抑制紫外輻射誘導的皮膚曬傷、炎癥和免疫功能失調(diào),減少內(nèi)源性ROS過量積累并減輕DNA損傷。茶葉中多酚和茶多糖等生物成分能夠有效預防和改善紫外輻射誘導細胞損傷,減少炎性小體的異常激活。茶葉可以增強DNA損傷修復以及抑制炎性小體的異常激活,減輕細胞損傷從而改善修復紫外輻射傷害。但是茶葉抵抗紫外輻射損傷作用及其機理還需要從多方面研究探討。

首先,過量紫外輻射會使機體產(chǎn)生氧化應激,導致蛋白質(zhì)和脂質(zhì)氧化以及DNA損傷。這些受損的細胞成分可以通過自噬去除,從而維持應激條件下的細胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)和存活。DNA損傷修復與自噬密切相關,自噬可以調(diào)節(jié)特定的DNA修復途徑,促進緩解DNA損傷。在結(jié)直腸癌細胞中beclin1和抗紫外輻射相關基因相互作用,形成誘導自噬核心復合物,增強DNA損傷修復[130]。茶多酚可以通過不同的機制激活自噬,EGCG還可以減弱自噬負調(diào)控因子的作用,該調(diào)控因子可以調(diào)控細胞凋亡。EGCG可以增強自噬,通過延遲凋亡介導的細胞死亡并最終延長細胞活力。茶葉活性成分能夠促進NER增強DNA損傷修復,并且茶多酚可以誘導自噬,但是茶葉其他活性成分調(diào)控自噬在DNA損傷修復中的分子機制尚不明確。

其次,紫外輻射作為外來能量應激會引起細胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)失衡,導致引起細胞損傷。而SIS是機體應激后進行某些損傷修復的必需條件,并且強制干擾SIS正常進行會影響生物體的生命活力和壽命。在秀麗隱桿線蟲實驗中,紫外輻射后的SIS需要DNA損傷響應信號傳導。茶葉生物活性成分可以通過增強DNA損傷修復來保護機體免受紫外輻射引起遺傳毒性,并且能夠通過血腦屏障作用于神經(jīng)細胞[131]。但是茶葉對生物體睡眠機制涉及到的神經(jīng)回路信號以及神經(jīng)肽的分泌調(diào)控尚不清楚。

最后,紫外輻射導致的機體損傷是涉及到多個通路的復雜反應,并且還會受到物種種群差異性以及生活環(huán)境等多重因素影響。這些多重因素會影響茶葉預防紫外輻射損傷效果,導致同一物質(zhì)人類受試者實驗結(jié)果不完全一致[7,42]。例如,不同人類受試者口服綠茶兒茶素后,體內(nèi)血漿和皮膚活檢發(fā)現(xiàn)兒茶素及其代謝物的種類和含量都不同,抗紫外輻射效果也不一樣[132]。并且使用不同方式茶葉處理來預防紫外輻射損傷的效果也不同,口服綠茶兒茶素與皮膚涂抹綠茶兒茶素相比,在皮膚上涂抹兒茶素時皮膚細胞中兒茶素濃度更高,可以更加有效地預防紫外輻射損傷[7,43]。而造成這一結(jié)果的原因可能是:其一,直接涂抹在皮膚上的兒茶素可以直接吸收一部分紫外輻射能量,減少紫外輻射能量進入機體細胞;另外,兒茶素的腸道代謝與皮膚代謝存在差異[132-133],不同處理方式會導致皮膚細胞對兒茶素的生物利用度不同[134]。

茶葉活性成分能夠延長酵母和秀麗隱桿線蟲等模式生物紫外輻射應激后的壽命,體內(nèi)體外實驗和流行病學研究表明茶葉活性成分具有預防紫外輻射損傷作用。但是茶葉活性成分在預防不同機體紫外輻射損傷的有效劑量還有待系統(tǒng)研究,同時還需進一步深入研究 其分子機制。

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