蟋蟀蛋白水解物来源的抗氧化肽FYDQ与FVEG通过ROS清除和线粒体保护机制增强UVB辐射下HaCaT角质形成细胞的抗光老化作用

【字体: 时间:2025年06月16日 来源:Journal of Functional Foods 3.8

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  本研究针对UVB辐射诱导的皮肤光老化问题,从蟋蟀蛋白水解物中分离出两种新型四肽FYDQ和FVEG。通过分子对接证实其与Keap1/SOD/CAT等抗氧化蛋白的高亲和力,实验证明100 μg/mL预处理可降低UVB诱导的HaCaT细胞内ROS水平约2倍,恢复抗氧化酶活性,并通过抑制线粒体膜电位(MMP)损失和BAX/caspase-3表达使细胞凋亡减少30%。该研究为开发天然来源的光防护剂提供了新策略。

  

紫外线B(UVB)辐射是导致皮肤光老化的主要环境因素,它能穿透表皮层,诱发角质形成细胞产生过量活性氧(ROS),进而引发DNA损伤、基质金属蛋白酶(MMPs)激活和胶原降解。尽管皮肤自身拥有超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)等抗氧化防御系统,但持续UVB暴露会打破氧化还原平衡,最终导致细胞凋亡。目前合成光防护剂存在潜在副作用,而昆虫蛋白来源的生物活性肽因其低毒性、高吸收效率成为研究热点。

针对这一需求,泰国研究人员从家蟋蟀(Acheta domesticus)蛋白水解物中筛选出两种四肽——Phe-Tyr-Asp-Gln(FYDQ)和Phe-Val-Glu-Gly(FVEG),通过分子对接预测其与Keap1、SOD、CAT等抗氧化蛋白的强结合能力后,在《Journal of Functional Foods》发表了这项研究。团队采用UVB辐射模型(60 mJ/cm2
)处理人永生化角质形成细胞(HaCaT),结合DPPH/ABTS自由基清除实验、JC-1线粒体膜电位检测、Annexin V-FITC/PI双染及Western blot等技术,系统评估了肽段的保护机制。

关键研究方法
研究通过化学抗氧化实验(DPPH/ABTS/FRAP)验证肽段自由基清除能力;建立UVB辐射HaCaT细胞模型,采用MTT法检测细胞活力;DCFH-DA荧光探针量化ROS水平;酶联免疫法测定SOD、CAT等抗氧化酶活性;JC-1染色和Hoechst 33258核染色分别评估线粒体功能和细胞凋亡形态;Western blot分析BAX、cleaved caspase-3蛋白表达;划痕实验检测细胞迁移能力。

研究结果
3.1 肽段特性与抗氧化活性
质谱鉴定的FYDQ(571.58 Da)和FVEG(450.49 Da)含50-75%疏水氨基酸。DPPH清除率高达59.8%(FYDQ)和78.1%(FVEG),显著高于粗蛋白水解物(CPH),FRAP实验显示二者铁还原能力为CPH的1.5-1.8倍。

3.2 细胞保护效应
UVB辐射使HaCaT细胞存活率降至54.1%,而100 μg/mL肽预处理可逆转此效应。FYDQ使ROS积累减少约2倍,且恢复SOD、CAT、谷胱甘肽还原酶(GR)和过氧化物酶(GPx)活性至接近正常水平。

3.5 抗凋亡机制
JC-1染色显示肽处理组红/绿荧光强度比提升40%,表明MMP损失减轻;Western blot证实BAX和cleaved caspase-3表达量降低2倍;Hoechst染色显示凋亡小体形成减少30%,优于CPH组。

3.6 促修复功能
划痕实验表明FYDQ处理24小时使伤口闭合率提升至64.1%,可能通过增强角质形成细胞迁移促进皮肤修复。

结论与意义
该研究首次揭示蟋蟀肽FYDQ/FVEG通过三重机制发挥光保护作用:直接清除ROS、激活内源性抗氧化系统(Keap1/Nrf2通路)、抑制线粒体依赖的凋亡途径(BAX/caspase-3)。其分子量小(<600 Da)的特性利于透皮吸收,为开发天然抗光老化化妆品成分提供了理论依据。未来需进一步研究其透皮效率及在体功效,但现有数据已表明昆虫蛋白肽在功能性护肤品领域具有广阔应用前景。

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