利用从海洋海藻Sargassum wightii中提取的荧光单宁来缓解由紫外线C辐射引起的职业性眼损伤及其分子机制

《Bioresource Technology Reports》：Use of phlorotannin derived from the marine seaweed Sargassum wightii for salvaging occupational eye hazard caused by ultraviolet C radiation and molecular mechanisms

紫菜醇从海藻Sargassum wightii中提取，可减轻UV-C辐射对α-TN4细胞氧化损伤，恢复线粒体功能并抑制NFκB/ERK炎症通路，具有眼表细胞保护潜力。

　　

舒班吉·莫尔（Shubhangi More）| 舒巴吉特·达拉（Shubhajit Dhara）| 德巴吉特·乔杜里（Debajit Chaudhury）| 苏米特·马尔里克（Sumit Mallick）| 莎努贾·沙纳瓦斯（Shanooja Shanavas）| 卡贾尔·查克拉博蒂（Kajal Chakraborty）| P. 苏迪尔·谢诺伊（P. Sudheer Shenoy）| 比帕莎·博斯（Bipasha Bose）

干细胞与再生医学中心，耶内波亚研究中心（Yenepoya Research Centre），耶内波亚（被认定为大学），曼加洛尔（Mangalore），邮政编码575018，卡纳塔克邦（Karnataka），印度

摘要

眼睛表面面临各种环境和职业危害，包括紫外线辐射。在这项研究中，我们将α-TN4晶状体上皮细胞系暴露于UV-C辐射下，其剂量与焊接工人的眼部暴露剂量相当。据报道，紫外线可以穿透焊接头盔。由于确认了UV-C辐射造成的损伤，使用新型花青素（phlorotannin）进行预处理可以修复α-TN4细胞的损伤。此外，我们从海藻Sargassum wightii中提取并纯化了这种新型花青素。我们从印度半岛的曼纳尔湾（Gulf of Mannar）采集了这种海藻，并对其进行了处理，得到了粗提物，然后进一步纯化。纯化的多酚富集部分的总酚含量为209.55毫克当量/克（mg GAE/g），表现出优异的抗氧化活性，DPPH2,2-二苯基-1-吡啶肼（DPPH）的IC50值为0.23毫克/毫升，2,2′-偶氮-双（3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸）（ABTS+）测定的IC50值为0.28毫克/毫升。通过质子核磁共振（Proton NMR）分析证实，纯化提取物中含有富含多酚的成分，尤其是δ_H 5.6–8.5区域的芳香质子，表明其中含有丰富的多酚。此外，花青素修复α-TN4细胞中UV-C损伤的机制归因于减少活性氧种类、保护细胞形态以及调节细胞能量代谢。最重要的是，花青素恢复了线粒体膜电位，下调了促炎通路（如NFκB和ERK），并调节了α-TN4细胞的G0/G1和G2/M期。富含多酚的Sargassum wightii提取物及其所含的花青素具有抗氧化和保护作用，能够对抗α-TN4细胞中的UV-C损伤。

部分摘录

缩写说明

<>二甲基亚砜<>脱氧核糖核酸细胞外信号调节激酶荧光异硫氰酸酯没食子酸当量辣根过氧化物酶结合物核因子κ-B抑制剂《可视化实验杂志》（Journal of Visualized Experiments）晶状体上皮细胞线粒体分裂因子

ABTS	2,2′-偶氮-双（3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸）
CAT	过氧化氢酶
Cytb	细胞色素b
DCFDA	2′,7′-二氯荧光素二乙酸酯
DMSO
DNA
DPPH	2,2-二苯基-1-吡啶肼
ERK
FITC
GAE
HRP-conjugate
IKKB
JOVE
LECs
MFF
MTT

海藻提取物和树脂纯化多酚富集粗提物的制备

将100克干燥的海藻材料（Sargassum wightii，采集自印度南部泰米尔纳德邦的曼纳尔湾地区（8°35′ N, 78°9′ E 和 9°25′ N, 79°30′ E）用乙醇、水和醋酸（比例70:29.7:0.3，体积比）的混合物在60–65℃下提取两次，每次提取5–6小时。合并后的提取物用无水Na2SO4（100克）过滤，并使用旋转蒸发器（Heidolf，德国）在部分真空条件下浓缩，得到绿色粘稠的粗提物

Sargassum wightii的树脂纯化部分含有10.12%的多酚，具有更强的自由基清除能力

通过高效液相色谱（HPLC，补充图S1，A）测定了Sargassum wightii的乙醇、水和醋酸提取物的产量，并进行了统计（补充图S1，表B）。本研究表明，粗提物的产量为12.76%（SW-1），这与之前关于棕色海藻Sargassum pallidum的报道结果一致（Ye等人，2009年）。通过液-液萃取（使用己烷和乙酸乙酯），还获得了两个额外的组分（SW-2和SW-3）

讨论

眼睛表面是眼睛的保护部分，会受到陆地紫外线辐射（UVR）的影响，这是多种眼部疾病的主要因素（Di Girolamo，2010年）。紫外线辐射可引发氧化应激（活性氧），扰乱细胞功能，并损伤蛋白质、脂质和核酸。它还会损害各种眼部细胞，如角膜、视网膜和上皮细胞（Jiang等人，2006年）。UV-C是最短波且危害最大的辐射类型，能够激活...

结论

本研究阐明了从棕色海藻Sargassum wightii中有效提取和纯化富含多酚的提取物的方法，强调了它们的强抗氧化和保护作用。采用乙醇、水和醋酸的优化提取工艺，再经过树脂纯化，显著提高了多酚化合物的产量和浓度，尤其是花青素。这些化合物表现出优异的自由基清除能力

CRediT作者贡献声明

舒班吉·莫尔（Shubhangi More）：撰写原始草稿、验证、软件使用、项目管理、方法设计、实验研究、数据分析。舒巴吉特·达拉（Shubhajit Dhara）：撰写原始草稿、验证、软件使用、方法设计、实验研究、数据分析。德巴吉特·乔杜里（Debajit Chaudhury）：数据可视化、资源提供、数据分析。苏米特·马尔里克（Sumit Mallick）：数据可视化、软件使用、数据分析。莎努贾·沙纳瓦斯（Shanooja Shanavas）：数据可视化、验证、软件使用、方法设计、数据分析。卡贾尔（Kajal Chakraborty）：

资助信息

本工作得到了印度医学研究委员会（Indian Council of Medical Research, ICMR）（项目编号2020-4772/SCR/ADHOC-BMS，IRIS细胞编号2020-0386）的资助，由印度政府提供，资助对象为首席研究员比帕莎·博斯（Bipasha Bose）和共同首席研究员苏迪尔·谢诺伊（Sudheer Shenoy）及卡贾尔·查克拉博蒂（Kajal Chakraborty）博士。作为初级研究人员的舒班吉·莫尔（Shubhangi More）也获得了该项目的奖学金支持。

利益冲突声明

作者声明没有可能影响本文研究的财务利益或个人关系。

致谢

作者感谢耶内波亚研究中心（Yenepoya Research Centre，被认定为大学，位于曼加洛尔）提供的基础设施和核心设施支持。同时，作者还要感谢南澳大利亚弗林德斯大学（Flinders University）南澳大利亚健康与医学研究所（SAHMRI）的Shiwani Sharma教授提供的晶状体上皮细胞系，以及国家眼科研究所（National Eye Institute）的Paul Russell教授的支持。