责任编辑：食品科学
近日，集美大学食品与生物工程学院李桂玲教授、刘静雯教授团队在Journal of Agricultural and Food Chemistry在线发表题为“Antioxidant Activity of Docosahexaenoic Acid (DHA) and Its Regulatory Roles in Mitochondria”的文章，该研究检测了DHA对HepG2细胞抗氧化活性的影响，并深入探究其对线粒体的调控作用。集美大学食品与生物工程学院李桂玲教授为文章的第一作者；刘静雯教授为本文通讯作者。
Highlights
*DHA通过提高线粒体抗氧化酶的活性和表达水平，降低活性氧ROS水平，提高细胞的抗氧化能力。
*DHA可能插入到线粒体膜上，改变线粒体膜电位和氧化磷酸化，提高线粒体功能。
*DHA增加线粒体拷贝数，上调线粒体相关基因表达量，促进线粒体的生物合成。
Introduction
二十二碳六烯酸（DHA）是一种人体必需的长链多不饱和脂肪酸，具有抗血小板聚集、抗动脉硬化、抗癌和预防神经退行性疾病多种生理功能。DHA的生理功能可能与抗氧化作用相关。DHA的抗氧化活性在不同系统中已有了广泛研究。研究表明，不同的作用对象或作用的不同条件会导致其不同的调节效果，或促氧化或抗氧化。线粒体不仅是细胞的“能量工厂”，还是活性氧（ROS）的主要来源，也是ROS诱导的氧化损伤的直接靶标，其功能和生物合成与氧化应激密切相关。DHA对线粒体功能和生物合成的具体调控作用，特别是潜在的作用机制还不明确。本研究检测了DHA对HepG2细胞抗氧化活性的影响，并深入探究其对线粒体的调控作用。本文的研究结果有助于阐明DHA作为功能性营养素的潜在机制。
Results and Discussion
1） DHA提高细胞抗氧化能力
检测了DHA对细胞总抗氧化能力和抗氧化酶活性及其基因表达的影响。结果表明，100mM DHA处理后，细胞内ROS水平显著降低约35%（图1A），线粒体ROS水平显著降低了约45%（图1B）；细胞的ABTS自由基清除能力（ABTS）和Fe3+还原能力（FRAP）分别提高了55.6%和49.2%，说明DHA能降低ROS水平并提高细胞的总抗氧化能力。
2） DHA对细胞抗氧化酶的调节
研究了DHA 对细胞主要抗氧化酶的活性及其基因表达水平的影响。结果显示，DHA的处理使超氧化歧化酶SOD、过氧化氢酶CAT和谷胱甘肽过氧化物酶GPx的活性分别提高了约70％、70％和35％（图2A）。实时荧光定量PCR法检测结果进一步表明，相应的线粒体抗氧化酶基因SOD2、CAT和GPx-1的表达分别增加了79.5%％、101.6%和43.1%（图2B）。抗氧化酶基因表达的上调与其活性的增强相符。
3） DHA对细胞线粒体功能的调节
研究了DHA对细胞氧化磷酸化及线粒体膜电位的影响。结果显示，DHA处理后，细胞内ATP水平显著降低、ADP/ATP比值显著上升（图3A-B）；线粒体膜电位提高了约1.5倍（图3C）。这表明DHA通过改变细胞氧化磷酸化水平和线粒体膜电位调节线粒体的功能。
4） DHA对细胞线粒体生物合成的调节
进一步通过荧光定量PCR法检测线粒体拷贝数、线粒体编码基因和抗氧化相关转录因子的表达量探讨DHA对线粒体生物合成的调节，发现100mM DHA显著提高了线粒体拷贝数、部分编码基因和抗氧化相关转录因子的表达水平（图4），说明DHA促进了细胞线粒体的生物合成。
Conclusion
DHA通过增强线粒体的功能和生物合成提高了HepG2细胞的总抗氧化能力。这些数据有助于阐释线粒体介导的DHA抗氧化作用的分子机制，为更好地开发DHA膳食补充剂提供依据。
作者简介
刘静雯 教授
刘静雯，女，集美大学食品与生物工程学院教授，博士，博士生导师，先后获得厦门市优秀教师、厦门市“三八”红旗手、福建省五一劳动奖章和福建省先进工作者等荣誉称号，主要从事海洋微生物功能基因开发利用及分子营养学研究。参加中国第28次南极科学考察，被评为优秀考察队员；主持完成国家自然科学基金、国家海洋公益性行业专项（子课题）、福建省科技重点项目等科研项目；在国内外学术期刊上发表研究论文60余篇；以第一完成人申请国家发明专利12项，获授权国家发明专利8项。
李桂玲 教授
李桂玲，女，集美大学食品与生物工程学院教授，博士，硕士生导师，福建省引进高层次人才。主要围绕营养功能因子的表观调控机制和慢性代谢疾病的分子机理开展基础及应用研究。主持国家自然科学基金青年及面上项目各1项、福建省自然科学基金面上项目2项，参与多项国家及省部级科研项目；已发表SCI/EI论文30多篇。
该文章《Antioxidant Activity of Docosahexaenoic Acid (DHA) and Its Regulatory Roles in Mitochondria》于2021年2月发表于Journal of Agricultural and Food Chemistry。点击下方阅读原文即可查看摘要原文。
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