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雨生红球藻中虾青素的提取及虾青素对皮肤细胞损伤的保护作用

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摘要

第一章 引言

1.1 虾青素概述

1.1.1 虾青素的结构

1.1.2 虾青素的来源

1.1.3 虾青素的理化性质

1.2 虾青素的主要提取方法研究现状

1.2.1 预处理

1.2.2 提取方法

1.3 紫外辐射对皮肤细胞的氧化损伤研究现状

1.3.1 紫外线概述

1.3.2 紫外辐射与人体皮肤细胞的光老化

1.3.3 UVA诱导的皮肤光老化机制

1.3.4 UVA辐射对胶原蛋白的影响

1.4 虾青素的生物活性研究进展

1.4.1 虾青素的抗氧化性

1.4.2 抗癌

1.4.3 抗炎

1.4.4 预防心血管疾病

1.4.5 预防眼科疾病

1.4.6 缓解运动损伤

1.4.7 增强免疫力

1.5 虾青素与皮肤疾病

1.6 研究的目的与内容

第二章 低毒高效提取雨生红球藻中虾青素的工艺优化

2.1 前言

2.2 材料与方法

2.2.1 材料与仪器

2.2.2 试验方法

2.2.3 试验设计

2.3 结果与分析

2.3.1 虾青素标准曲线

2.3.2 单因素试验结果

2.3.3 正交试验结果

2.3.4 与几种其他提取方法的比较

2.4 本章小结

第三章 虾青素对UVA诱导的HSF细胞损伤的保护作用研究

3.1 前言

3.2 材料与方法

3.2.1 材料与仪器

3.3 细胞培养

3.3.1 细胞株

3.3.2 细胞培养相关试剂配制

3.3.3 细胞培养与传代

3.3.4 细胞显微形态分析

3.3.5 MTT法检测细胞活性

3.4 UVA诱导的细胞损伤模型的构建

3.4.1 UVA辐照剂量的计算

3.4.2 UVA辐照剂量的筛选

3.4.3 虾青素药物浓度的筛选

3.4.4 ROS水平检测

3.4.5 脂质过氧化物MDA含量的测定

3.4.6 蛋白质羰基(Protein Carbony)含量的测定

3.5 结果统计分析

3.6 结果分析

3.6.1 不同UVA辐照剂量对于HSF细胞存活率分析

3.6.2 不同UVA辐照剂量对于HSF细胞形态的影响

3.6.3 不同浓度虾青素的预处理对于UVA诱导的ItSF细胞损伤的影响

3.6.4 虾青素的预处理对于UVA诱导的HSF细胞ROS含量的影响

3.6.5 虾青素的预处理对于UVA诱导的HSF细胞MDA含量的影响

3.6.6 虾青素的预处理对于UVA诱导的HSF细胞蛋白质羰基含量的影响

3.7 本章小结

第四章 虾青素对于UVA诱导的HSF细胞胶原蛋白合成酶基因表达的作用

4.1 前言

4.2 材料与方法

4.2.1 材料与仪器

4.2.2 试验方法

4.3 统计学分析

4.4 结果与分析

4.4.1 扩增曲线

4.4.2 熔解曲线

4.4.3 虾青素的预处理对于UVA诱导的HSF细胞MMPs表达量的影响

4.4.4 虾青素的预处理对于UVA诱导的HSF细胞胶原蛋白含量的影响

4.5 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 主要研究结论

5.2 主要创新点

5.3 研究展望

参考文献

附:个人简介及攻读硕士学位期间的科研成果

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摘要

虾青素是一种红色类胡萝卜素,具有很强的抗氧化和抗炎症作用,在与人体营养与健康相关领域有着广泛的应用前景。随着虾青素的应用范围不断扩大,提取剂的安全问题日益突出。本研究以雨生红球藻为原料,研究了多种提取剂的提取率,以选出低毒高效的提取溶剂。同时,本试验还研究了料液比、温度及提取时间对雨生红球藻中活性成分虾青素提取率的影响,并通过正交试验优化提取参数,获得最佳提取工艺。
  UVA是导致皮肤细胞光老化的主要因素之一。UVA的辐照通过生成大量的活性氧(ROS),来引起细胞内的脂质与蛋白质氧化损伤。同时还刺激和活化蛋白激酶信号通路,增加基质金属蛋白酶的基因转录,进而降解胶原蛋白,最终引起老化相关改变。
  本研究用人皮肤成纤维细胞(HSF)来构建UVA辐照损伤模型,通过MTT试验和倒置显微镜观察分析UVA对细胞增殖活性的影响;通过检测ROS、丙二醛(MDA)和蛋白质羰基的含量研究虾青素在UVA诱导的皮肤光老化过程中的影响;结合RT-PCR和Western blot等技术,对光损伤的机制做了更进一步的研究。
  研究结果如下:
  1、各因素对虾青素提取率的影响大小依次为:料液比>提取时间>温度>提取溶剂。提取溶剂、料液比、温度和提取时间的最佳条件分别是:乙酸乙酯∶乙醇(1∶1)、1∶100、40℃、20 min,最佳提取率为49.96%,所得提取物中虾青素含量为21.15-22.32%。
  2、虾青素对UVA诱导的HSF细胞损伤具有保护作用
  UVA的辐照对HSF细胞的增殖活性有着明显的抑制作用,并且呈现出剂量依赖关系。10.5 J/cm2的辐照剂量下,UVA对HSF细胞增殖活性的抑制率约为50%。UVA辐照前,中等剂量(6μM)虾青素的预处理能显著提高HSF细胞的增殖活性。
  3、虾青素对UVA诱导的HSF细胞抗氧化活性的影响
  虾青素预处理能够显著降低UVA诱导的人皮肤成纤维细胞中ROS、MDA、蛋白质羰基的含量,分别下降11.98%、30.25%、30.05%,表明虾青素通过减少ROS的含量降低脂质和蛋白质的过氧化作用,保护皮肤细胞。
  4、虾青素对UVA诱导的HSF细胞胶原蛋白含量的影响
  虾青素预处理能够减少UVA辐照引起的HSF细胞中基质金属蛋白酶(MMPs)的基因表达,MMP-1和MMP-3 mRNA的表达量分别下降53.8%和29.5%;HSF细胞中胶原蛋白Ⅳ、Ⅲ和Ⅰ含量增加59%、49%和15%,表明虾青素可以通过减少基质金属蛋白酶的含量,抑制UVA引起的胶原蛋白的损伤与降解,减轻光老化的作用。

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