期 赵英源,等:虾青素生理活性的研究进展 2.13淬灭单线态氧 凋亡的影响,通过3-(4,5-二甲基噻唑-2-基)-2,5- 类胡萝卜素(包括虾青素)的单峰氧猝灭是二苯基四氮唑溴(MIT)测定法测试藻类虾青素 由亲电单峰氧和聚烯骨架之间的能量转移介导的的细胞毒性作用,研究发现虾青素可有效触发肝 m。虾青素淬灭单线态氧的能力强于叶黄素、B-癌细胞凋亡,此研究表明雨生红球藻虾青素可用 胡萝卜素和其他类胡萝卜素,甚至比维生素E强于防治肝癌。 500倍。而且随着虾青素共轭双键数目的增加, 3种皮肤癌类型(基底细胞癌、鳞状细胞癌 其淬灭活性氧的能力也随之加强。Moi等吗和黑素瘤)具有不同的前体细胞。基底细胞癌和 提出了1种定量测定O2抗氧化性能的方法:鳞状细胞癌被归类为非黑色素瘤皮肤癌。黑色 对O2的抗氧化性能定义为双分子O2猝灭速率素瘤是最具侵袭性的皮肤癌。Chen等叫通过膜 常数与降解前单分子抗氧化分子猝灭累积量的乘联蛋白染色测定评估细胞凋亡,来探究虾青素对 积,而结果显示虾青素和番茄红素的抗氧化性能黑色素瘤肿瘤抑制作用,发现虾青素通过减少转 很高。 移和诱导细胞凋亡来抑制人黑素瘤的发展,因此 22虾青素的抗肿瘤作用 虾青素具有抑制黑素瘤肿瘤生长的潜在临床应用 221虾青素的抗肿瘤机制 价值。 虾青素能抑制肿瘤生长、诱导细胞凋亡、抑 癌症标志性能力(细胞增殖、细胞凋亡逃避、 制癌细胞转移、增强机体免疫力,其作用机制与侵袭、转移和血管生成)是通过几种转录因子 其抗氧化作用有关,还可能是通过活化过氧化物的异常激活而发生的,其中作用最突出的是NF 酶体增殖物激活受体γ( Peroxisome prolifesd rat-kB和β-连环蛋白(β catenin)四转录因子。 sor activated receptor-y,PPAR-y),抑制核因子- KB Kavitha等凹研究发现虾青素通过协同阻断上游 ( Nuclear factor-kappaB,NF-KB)激活等调控多激酶- Erk/MAPK和Pl-3K/Akt及其下游信号通 种信号分子来实现抑癌作用 路-NF-KB和Wntβ- catenin诱导内源性细胞凋亡 222虾青素对肿瘤发生具有预防和抑制作用从而抑制仓鼠颊囊( Hamster buccal pouch,HBP) Jena等使用环磷酰胺( Cyclophosphamide,癌的发生(见图2)。 CP)诱导大鼠谷胱甘肽S-转移酶(GST-P)病灶 纳米乳剂是由2种不相溶液体混合而成, 形成,使其存在肝癌发生的风险。通过饲喂大鼠作为水包油分散体,液滴尺寸范围10-600mm。 虾青素进行研究,发现虾青素可使GST-P病灶的纳米乳剂有特定的性质,如透明或不透明、无毒 数量和面积显著减少并恢复肝细胞结构,说明虾的流体、极易脆弱的系统以及长的保质期,故纳 青素对肝癌有一定的预防作用。 米乳剂可以用作抗癌和抗肿瘤活性应用的药物 Yasui等使用氧化偶氮甲烷( Azoxymeth-载体。 ane,AOM)/葡聚糖硫酸钠( Dextran sodium Karuppusamy等时研究采用自发乳化和超 sulpate,υs)小鼠模型硏究虾青素对结肠炎相声波分析制备虾青素和α-生育酚与酪蛋白酸钠 关结肠癌发生的可能抑制作用,发现膳食虾青素的纳米乳液配方,用于分析细胞内ROS水平变 通过抑制包括NFB在内的细胞因子的表达,抑化对细胞凋亡的影响。研究发现纳米乳液有良 制 AOM/DSS诱导的结肠炎相关结肠癌的发生。好的热力学稳定性,液滴尺寸小,在极低浓度 实验说明虾青素是炎症结肠中癌症化学预防剂的下无毒,并且它还诱导ROS的产生并破坏线粒 候选药物之 体膜电位,通过细胞核内的细胞凋亡信号通路 2.23虾青素促进肿瘤细胞凋亡 诱导细胞凋亡,实验表明虾青素-α←-生育酚/酪 虾青素可抑制多种癌细胞如结肠、口腔、纤蛋白酸钠纳米乳剂( Astaxanthin-a- tocopherol 维组织、胸腺等癌细胞生长增殖。 Nagaraj等 sodium caseinate nanoemulsion,AS- AT/SC NE) 研究了虾青素对人类肝癌细胞(HepG2)增殖和诱导细胞凋亡可能是消除癌细胞的潜在途径。3 期 赵英源, 等：虾青素生理活性的研究进展 83 2.1.3 淬灭单线态氧 类胡萝卜素（包括虾青素）的单峰氧猝灭是 由亲电单峰氧和聚烯骨架之间的能量转移介导的 [11]。虾青素淬灭单线态氧的能力强于叶黄素、β- 胡萝卜素和其他类胡萝卜素，甚至比维生素 E 强 500 倍。而且随着虾青素共轭双键数目的增加， 其淬灭活性氧的能力也随之加强 [14]。Mori 等 [15] 提出了 1 种定量测定 1 O2 抗氧化性能的方法： 对 1 O2 的抗氧化性能定义为双分子 1 O2 猝灭速率 常数与降解前单分子抗氧化分子猝灭累积量的乘 积，而结果显示虾青素和番茄红素的抗氧化性能 很高。 2.2 虾青素的抗肿瘤作用 2.2.1 虾青素的抗肿瘤机制 虾青素能抑制肿瘤生长、诱导细胞凋亡、抑 制癌细胞转移、增强机体免疫力，其作用机制与 其抗氧化作用有关，还可能是通过活化过氧化物 酶体增殖物激活受体 γ（Peroxisome prolifesd rat￾sor activated receptor-γ，PPAR-γ），抑制核因子 -κB （Nuclear factor-kappaB，NF-κB）激活等调控多 种信号分子来实现抑癌作用。 2.2.2 虾青素对肿瘤发生具有预防和抑制作用 Jena 等 [16] 使用环磷酰胺（Cyclophosphamide， CP）诱导大鼠谷胱甘肽 S- 转移酶（GST-P）病灶 形成，使其存在肝癌发生的风险。通过饲喂大鼠 虾青素进行研究，发现虾青素可使 GST-P 病灶的 数量和面积显著减少并恢复肝细胞结构，说明虾 青素对肝癌有一定的预防作用。 Yasui 等 [17] 使用氧化偶氮甲烷（Azoxymeth￾ane，AOM）/ 葡 聚 糖 硫 酸 钠（Dextran sodium sulpate，DSS）小鼠模型研究虾青素对结肠炎相 关结肠癌发生的可能抑制作用，发现膳食虾青素 通过抑制包括 NF-κB 在内的细胞因子的表达，抑 制 AOM/DSS 诱导的结肠炎相关结肠癌的发生。 实验说明虾青素是炎症结肠中癌症化学预防剂的 候选药物之一。 2.2.3 虾青素促进肿瘤细胞凋亡 虾青素可抑制多种癌细胞如结肠、口腔、纤 维组织、胸腺等癌细胞生长增殖。Nagaraj 等 [18] 研究了虾青素对人类肝癌细胞（HepG2）增殖和 凋亡的影响，通过 3-（4,5- 二甲基噻唑 -2- 基）-2,5- 二苯基四氮唑溴（MTT）测定法测试藻类虾青素 的细胞毒性作用，研究发现虾青素可有效触发肝 癌细胞凋亡，此研究表明雨生红球藻虾青素可用 于防治肝癌。 3 种皮肤癌类型（基底细胞癌、鳞状细胞癌 和黑素瘤）具有不同的前体细胞。基底细胞癌和 鳞状细胞癌被归类为非黑色素瘤皮肤癌。黑色 素瘤是最具侵袭性的皮肤癌。Chen 等 [19] 通过膜 联蛋白染色测定评估细胞凋亡，来探究虾青素对 黑色素瘤肿瘤抑制作用，发现虾青素通过减少转 移和诱导细胞凋亡来抑制人黑素瘤的发展，因此 虾青素具有抑制黑素瘤肿瘤生长的潜在临床应用 价值。 癌症标志性能力（细胞增殖、细胞凋亡逃避、 侵袭、转移和血管生成）是通过几种转录因子 的异常激活而发生的，其中作用最突出的是 NF- κB[20] 和 β- 连环蛋白（β-catenin）[21] 转录因子。 Kavitha 等 [22] 研究发现虾青素通过协同阻断上游 激酶 -Erk/MAPK 和 PI-3K/Akt 及其下游信号通 路-NF-κB和Wnt/β-catenin诱导内源性细胞凋亡， 从而抑制仓鼠颊囊 (Hamster buccal pouch，HBP) 癌的发生（见图2）。 纳米乳剂是由 2 种不相溶液体混合而成， 作为水包油分散体，液滴尺寸范围 10~600 nm。 纳米乳剂有特定的性质，如透明或不透明、无毒 的流体、极易脆弱的系统以及长的保质期，故纳 米乳剂可以用作抗癌和抗肿瘤活性应用的药物 载体。 Karuppusamy 等 [23] 研究采用自发乳化和超 声波分析制备虾青素和 α- 生育酚与酪蛋白酸钠 的纳米乳液配方，用于分析细胞内 ROS 水平变 化对细胞凋亡的影响。研究发现纳米乳液有良 好的热力学稳定性，液滴尺寸小，在极低浓度 下无毒，并且它还诱导 ROS 的产生并破坏线粒 体膜电位，通过细胞核内的细胞凋亡信号通路 诱导细胞凋亡，实验表明虾青素 -α- 生育酚 / 酪 蛋白酸钠纳米乳剂（Astaxanthin-α-tocopherol/ sodium caseinate nanoemulsion，AS-AT/SC NE） 诱导细胞凋亡可能是消除癌细胞的潜在途径