采用新方法纯化的螺旋藻中的C-藻蓝蛋白和异藻蓝蛋白的神经保护作用：体外屏障渗透性、抗氧化及抗炎活性

《Journal of Biological Engineering》：Neuroprotective effects of C-phycocyanin and allophycocyanin from Spirulina purified using a newly developed method: in vitro barrier permeability, antioxidant and anti-inflammatory activities

　　

摘要

藻胆蛋白，尤其是C-藻蓝蛋白和异藻蓝蛋白，是Arthrospira platensis（螺旋藻）中的主要生物活性色素，其抗氧化特性已有充分研究，但它们各自的神经保护作用及生物利用度仍不明确。本研究采用高效且可扩展的两步法：首先通过超声提取，再结合膜色谱技术，从新鲜的A. platensis生物质中提取得到分析级纯度的C-藻蓝蛋白和异藻蓝蛋白。这两种纯化的藻胆蛋白以及粗提物在SH-SY5Y神经元细胞和BV2小胶质细胞中，当浓度达到35微克/毫升时仍能保持细胞存活率。体外实验表明，异藻蓝蛋白的铁还原抗氧化能力显著高于C-藻蓝蛋白，而两种藻胆蛋白都能有效降低细胞内的活性氧水平，并保护SH-SY5Y细胞免受叔丁基过氧化氢引发的氧化应激，其中C-藻蓝蛋白和异藻蓝蛋白的细胞保护效果最为显著。此外，所有处理组都能显著降低BV2小胶质细胞因LPS产生的一氧化氮含量，显示出抗炎作用。通过Caco-2单层细胞模型，我们首次证实，纯化的C-藻蓝蛋白和异藻蓝蛋白具有时间依赖性的、较低但适中的跨细胞通透性，同时不会破坏单层细胞的完整性。荧光显微镜观察显示，这两种物质在SH-SY5Y神经元细胞中会有大量被摄取到细胞内（表现为细胞质中出现点状荧光），而在BV2小胶质细胞中的摄取量虽较少，但仍可检测到。这些研究结果凸显了高纯度C-藻蓝蛋白和异藻蓝蛋白各自独特的、却又互补的生物活性，同时也首次证明了它们能够在体外穿越生理屏障，为它们作为具有神经保护作用的营养补充剂、用于应对中枢神经系统中的氧化应激和神经炎症过程提供了新的机制依据。

藻胆蛋白，尤其是C-藻蓝蛋白和异藻蓝蛋白，是Arthrospira platensis（螺旋藻）中的主要生物活性色素，其抗氧化特性已有充分研究，但它们各自的神经保护作用及生物利用度仍不明确。本研究采用高效且可扩展的两步法：首先通过超声提取，再结合膜色谱技术，从新鲜的A. platensis生物质中提取得到分析级纯度的C-藻蓝蛋白和异藻蓝蛋白。这两种纯化的藻胆蛋白以及粗提物在SH-SY5Y神经元细胞和BV2小胶质细胞中，当浓度达到35微克/毫升时仍能保持细胞存活率。体外实验表明，异藻蓝蛋白的铁还原抗氧化能力显著高于C-藻蓝蛋白，而两种藻胆蛋白都能有效降低细胞内的活性氧水平，并保护SH-SY5Y细胞免受叔丁基过氧化氢引发的氧化应激，其中C-藻蓝蛋白和异藻蓝蛋白的细胞保护效果最为显著。此外，所有处理组都能显著降低BV2小胶质细胞因LPS产生的三氧化氮含量，显示出抗炎作用。通过Caco-2单层细胞模型，我们首次证实，纯化的C-藻蓝蛋白和异藻蓝蛋白具有时间依赖性的、较低但适中的跨细胞通透性，同时不会破坏单层细胞的完整性。荧光显微镜观察显示，这两种物质在SH-SY5Y神经元细胞中会有大量被摄取到细胞内（表现为细胞质中出现点状荧光），而在BV2小胶质细胞中的摄取量虽较少，但仍可检测到。这些研究结果凸显了高纯度C-藻蓝蛋白和异藻蓝蛋白各自独特的、却又互补的生物活性，同时也首次证明了它们能够在体外穿越生理屏障，为它们作为具有神经保护作用的营养补充剂、用于应对中枢神经系统中的氧化应激和神经炎症过程提供了新的机制依据。