微藻黄斑色素通过抑制氧化应激和MAPK通路缓解蓝光诱导的糖尿病视网膜病变的机制研究

本研究针对蓝光(BL)暴露加剧糖尿病视网膜病变(DR)的临床难题，以微藻来源的黄斑色素(MP)为研究对象，通过体外(ARPE-19/HUVEC细胞)和体内(糖尿病小鼠)实验证实，MP能显著降低BL和高糖(HG)诱导的ROS、炎症因子(COX-2/NF-κB)及MAPK通路蛋白激活，为开发可持续的眼部营养干预方案提供科学依据。

　　

随着电子设备普及，蓝光(BL)暴露已成为现代人不可避免的健康威胁。波长400-500 nm的高能BL可穿透眼球直达视网膜，诱发光化学损伤。这对糖尿病患者尤为危险——全球约1/3的糖尿病患者会发展为糖尿病视网膜病变(DR)，其特征性微血管损伤与BL诱导的氧化应激密切相关。然而，当前90%以上的护眼产品原料依赖万寿菊提取的叶黄素，可持续来源有限。更关键的是，针对特殊人群如DR患者的BL防护机制研究仍属空白。

台湾地区的研究团队创新性地从自筛的蛋白核小球藻(Chlorella sp. AT1)中提取黄斑色素(MP)，其叶黄素与玉米黄质以5:1的黄金比例构成。通过建立BL照射(2000 lux, 12 h)联合高糖(HG, 25 mM)的细胞模型，以及链脲佐菌素(STZ)诱导的糖尿病小鼠模型，系统评估了MP的防护效应。研究发现：

关键技术包括：(1)采用两阶段培养法优化微藻MP产量；(2)通过CCK-8法和抗氧化酶(SOD/CAT/GSH-Px)活性检测评估细胞保护效果；(3)Western blot分析MAPK通路蛋白(p38/JNK/ERK)表达；(4)免疫荧光观察视网膜血管黏附因子(ICAM-1/VCAM-1)分布。

微藻MP生产
Chlorella sp. AT1在改良淡水培养基中培养9天后生物量达8.64 g/L，MP总产量随培养时间延长显著提升。HPLC分析显示其叶黄素占比达83.5%，符合AREDS2推荐的1:5功能比例。

体外保护机制
在ARPE-19细胞中，MP预处理(10 μM)使BL+HG诱导的ROS降低62%，同时SOD活性提升2.3倍。特别值得注意的是，MP能特异性抑制p38 MAPK磷酸化，但对JNK通路无显著影响，提示其靶向调控特性。

体内疗效验证
糖尿病小鼠经MP干预(50 mg/kg/day)4周后，视网膜TNF-α和IL-6水平分别下降54%和47%。组织学分析显示，MP显著减轻BL诱导的血-视网膜屏障破坏，使紧密连接蛋白ZO-1表达恢复至正常水平85%。

讨论与结论
该研究首次阐明微藻MP通过双重机制缓解DR：(1)物理性过滤蓝光；(2)化学性调控MAPK/NF-κB信号轴。相较于传统万寿菊来源，微藻培养具有碳固定率高（可达陆地植物50倍）、无需农药等环境优势。从转化医学角度看，MP的剂量效应关系（10-50 μM有效浓度范围）为其食品化应用提供安全依据。这些发现不仅为功能性食品开发提供新思路，更开创了"藻源营养素-代谢性疾病-环境应激"的交叉研究范式。

论文通讯作者Chih-Sheng Lin团队强调，未来需进一步探索MP在糖尿病患者视网膜中的特异性蓄积动力学。该成果发表于《Food Research International》，为可持续营养干预DR的临床转化奠定基础。