小球藻肽VECYGPNRPEF通过多靶点调控氧化应激、神经炎症及Aβ沉积发挥神经保护作用

本研究针对神经退行性疾病治疗困境，探索了小球藻源活性肽VECYGPNRPEF的多重神经保护机制。通过LPS诱导的BV2小胶质细胞模型和阿尔茨海默病线虫模型，发现该肽能显著降低ROS水平、抑制炎症因子(TNF-α、IL-6、NO)、提升抗氧化酶(SOD、CAT)活性，并通过调控IIS通路基因表达减少Aβ沉积。研究成果为开发防治神经退行性疾病的功能性食品提供了重要理论依据。

　　

随着全球老龄化进程加速，神经退行性疾病（Neurodegenerative Diseases, NDDs）已成为严峻的公共卫生挑战。这类疾病包括阿尔茨海默病（Alzheimer's Disease, AD）、帕金森病（Parkinson's Disease, PD）等，以进行性神经元丢失和功能损伤为特征，严重影响患者的认知、记忆和运动功能。目前临床治疗手段仅能缓解症状，无法阻断疾病进展，且存在副作用明显、难以通过血脑屏障等局限。面对这一困境，研究者将目光投向海洋生物资源，寻求新型治疗策略。

海洋微藻作为"蓝色食物系统"的重要组成部分，蕴藏着结构独特、生物活性多样的活性肽。其中，蛋白核小球藻（Chlorella pyrenoidosa）因其高蛋白含量（>50%）和均衡的氨基酸组成，被美国FDA认证为安全食品原料，在功能食品和营养保健品领域展现广阔应用前景。尽管已有研究表明小球藻提取物具有抗氧化、抗炎等活性，但其特定肽段VECYGPNRPEF的神经保护机制尚未系统阐明。

为此，广东药科大学研究团队在《Journal of Functional Foods》发表论文，综合运用细胞模型和线虫模型，深入探究了小球藻11肽（CPP）的神经保护作用及其分子机制。研究通过LPS诱导的BV2小胶质细胞建立神经炎症模型，选用转基因线虫CL4176和CL2355构建AD模型，采用CCK-8法检测细胞活力，荧光探针法测定活性氧（ROS）水平，酶联免疫法检测炎症因子含量，流式细胞术分析线粒体膜电位和细胞凋亡，同时通过qRT-PCR技术检测多组基因表达变化。

3.1. Effect of CPP on cell viability

通过CCK-8实验确定CPP的安全作用浓度范围，发现5和10 μg/mL浓度对细胞生长影响最小，故选为后续实验浓度。

3.2. Effect of CPP on cellular ROS levels

采用DCFH-DA荧光探针法证实CPP能显著降低LPS诱导的ROS水平，两个浓度组分别使ROS含量降低15.4%和14.7%，表明其具有清除自由基的抗氧化能力。

3.3. Effect of CPP on the antioxidant (SOD, CAT, and GSH)

CPP处理使CAT活性提高至少25%，GSH含量增加10.3-18.2%，虽对SOD活性无显著影响，但通过增强其他抗氧化酶系统有效缓解氧化应激损伤。

3.4. Effect of CPP on the content of cellular pro-inflammatory factors IL-6, TNF-α, NO, and anti-inflammatory factor IL-10

CPP显著降低炎症因子NO（≥17%）、TNF-α（≥27%）和IL-6（≥26.7%）水平，同时提升抗炎因子IL-10含量（≥23.01%），证明其抗炎活性。

3.5. Effect of CPP on the membrane potential of cellular mitochondria

JC-1染色显示CPP能抑制LPS引起的线粒体膜电位下降，处理组膜电位至少比LPS组高1.25倍，表明其对线粒体功能具有保护作用。

3.6. Effect of CPP on apoptosis

流式细胞术检测显示CPP使细胞凋亡率降低约75%，显著保护细胞免受LPS诱导的凋亡。

3.7. Effect of CPP on lysosomes and nuclei of apoptotic cells

溶酶体追踪染色显示CPP处理增强溶酶体荧光强度，减少凋亡核数量，表明其通过调节溶酶体功能抑制细胞凋亡。

3.8-3.9. Effect of CPP on C.elegans food clearance and body length

通过摄食率和体长测定确定0.12和0.5 mg/mL为线虫实验安全浓度，该浓度范围不影响线虫正常生长发育。

3.10. Effects of CPP on ROS, SOD, CAT, and GSH in C.elegans under normal conditions and oxidative stress

在正常衰老和氧化应激条件下，CPP均能降低线虫ROS水平（最高降低37.6%），提升SOD、CAT活性和GSH含量，抗氧化效果在应激条件下更为显著。

3.11-3.12. Effect of CPP on C.elegans memory capacity and chemotaxis

CPP处理使线虫记忆能力指数从10%提升至12-15%，趋化指数提高至6-7%，显著改善Aβ沉积导致的认知功能障碍。

3.13. Effect of CPP on C.elegans acetylcholinesterase

CPP使乙酰胆碱酯酶（AChE）活性从0.13 U/μg protein降至0.0005 U/μg protein，通过增加乙酰胆碱水平促进神经传递功能恢复。

3.14. Effect of CPP on C.elegans sensitivity to exogenous 5-HT

CPP处理使线虫对5-羟色胺（5-HT）的麻痹率从16%降至8-12%，减轻Aβ引起的神经敏感性异常。

3.15. Effect of CPP on Aβ protein levels in C.elegans

硫黄素S染色显示CPP减少Aβ斑块沉积，荧光强度测定表明两个浓度组分别降低Aβ水平14.4%和17.9%。

3.16. Effect of CPP on mRNA expression levels in nematodes in vivo

qRT-PCR分析揭示CPP通过多种分子机制发挥神经保护作用：上调抗凋亡基因ced-9（≥1.3倍）而下调促凋亡基因ced-4（≤1.5倍）和ced-3（≤0.7倍）；增强免疫炎症相关基因lys-1（≥2.5倍）、spp-1（≥1.08倍）和dod-6（≥1.16倍）表达；通过抑制daf-2（≤1.58倍）激活daf-16（≥1.58倍）及其下游抗氧化基因（mtl-1、ctl-2、gst-4、skn-1等）；提升长寿基因sir-2.1（≥2.59倍）表达同时降低Aβ转基因amy-1（≤1.3倍）表达。

研究结论表明，CPP通过多靶点、多途径发挥神经保护作用：在细胞水平通过抗氧化、抗炎、保护线粒体功能和抑制凋亡减轻神经损伤；在线虫模型中通过调节胰岛素/IGF-1信号通路（IIS）增强应激抵抗力，减少Aβ沉积并改善相关神经毒性症状。这些发现为开发防治神经退行性疾病的功能性食品提供了科学依据，尤其揭示了海洋活性肽通过膳食干预调节神经保护机制的潜力。

讨论部分进一步阐释了CPP的作用机制：在抗氧化方面，CPP可能通过IIS通路中的daf-2/daf-16信号轴激活下游抗氧化酶系统；在抗炎方面，CPP通过调节炎症因子水平和增强天然免疫功能减轻神经炎症；在线粒体保护方面，CPP通过维持膜电位和促进溶酶体酸化保护细胞能量代谢稳态；在抗凋亡方面，CPP通过调控ced-9-ced-4-ced-3凋亡通路抑制程序性细胞死亡；在Aβ毒性缓解方面，CPP通过减少Aβ沉积和抑制乙酰胆碱酯酶活性保护神经功能。这些多重机制相互关联，共同构成了CPP的神经保护作用网络。

该研究的创新性在于全面解析了小球藻活性肽的神经保护机制，为海洋资源在神经健康领域的应用提供了理论基础。未来研究可进一步探索CPP的血脑屏障穿透能力，并在更高等动物模型和临床研究中验证其功效，推动海洋活性肽从基础研究向实际应用转化。