湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，國(guó)家植物功能成分利用工程技術(shù)研究中心，茶學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的唐湘粵、陳 穎、龔雨順*等人綜述了茶葉通過(guò)維持細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)平衡預(yù)防紫外應(yīng)激損傷的相關(guān)研究，闡述了茶葉對(duì)紫外輻射應(yīng)激損傷的修復(fù)機(jī)制，即增強(qiáng)DNA損傷修復(fù)、抑制炎性小體激活、維持炎癥因子動(dòng)態(tài)平衡以及調(diào)控應(yīng)激性睡眠;此外對(duì)茶葉抗紫外輻射損傷的研究方向進(jìn)行了展望。
 

1、紫外輻射應(yīng)激造成機(jī)體損傷

流行病學(xué)和臨床研究表明，機(jī)體在過(guò)量紫外輻射條件下會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重?fù)p傷。過(guò)量紫外輻射一方面導(dǎo)致機(jī)體內(nèi)源性ROS隨著時(shí)間延長(zhǎng)呈現(xiàn)依賴性增長(zhǎng)，產(chǎn)生氧化應(yīng) 激;另一方面還會(huì)誘導(dǎo)DNA雙鏈斷裂造成損傷。作為細(xì)胞中紫外線的光受體，DNA在紫外線波長(zhǎng)范圍內(nèi)具有很強(qiáng)的光譜吸收能力，可以直接吸收紫外輻射能量。DNA分子中相鄰堿基會(huì)直接吸收紫外光子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，而激發(fā)態(tài)的形成標(biāo)志著DNA光產(chǎn)物環(huán)丁烷嘧啶二聚體(CPD)產(chǎn)生;此外，通過(guò)紫外輻射誘導(dǎo)ROS和活性氮產(chǎn)生的光敏反應(yīng)也會(huì)生成CPD。有研究表明，CPD會(huì)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。人類(lèi)基因組中存在CPD超熱點(diǎn)，其檢測(cè)結(jié)果可以用來(lái)評(píng)估罹患皮膚癌風(fēng)險(xiǎn)。

2、茶葉預(yù)防紫外輻射應(yīng)激損傷的作用

植物次級(jí)代謝產(chǎn)物與機(jī)體內(nèi)特異性靶點(diǎn)(酶的活性位點(diǎn)或轉(zhuǎn)錄因子)具有高的結(jié)合親和力，能夠與內(nèi)源性配體競(jìng)爭(zhēng)，從而抑制或誘導(dǎo)相應(yīng)的代謝或信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。并且植物次級(jí)代謝產(chǎn)物還可以在人類(lèi)細(xì)胞中誘導(dǎo)或抑制基因的表達(dá)，通過(guò)調(diào)控這些基因可以協(xié)助調(diào)控新陳代謝。

不同模式生物中均發(fā)現(xiàn)茶葉水提物可以預(yù)防或改善紫外輻射損傷。綠茶提取物能夠提高暴露于紫外輻射條件下酵母的存活率并降低其突變的概率。在對(duì)秀麗隱桿線蟲(chóng)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中，紅茶水提物能夠延長(zhǎng)其在2000 J/m2 紫外輻射條件下的平均壽命。以紅茶或綠茶代替飲水可以明顯抑制小鼠在紫外輻射誘導(dǎo)下皮膚腫瘤的形成。在另外一項(xiàng)研究中，口服質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.6%的綠茶水提物可以增加小鼠經(jīng)紫外輻射誘導(dǎo)形成的曬傷細(xì)胞的凋亡數(shù)，保護(hù)皮膚免受紫外輻射損傷。茶多酚和茶多糖類(lèi)也具有預(yù)防紫外輻射應(yīng)激損傷的作用。口服或局部使用從綠茶中提取的多酚可以抑制紫外輻射誘導(dǎo)的皮膚損傷。茶多酚、茶黃素能有效捕獲4-羥基壬烯醛，減輕紫外輻射誘導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)氧化應(yīng)激和細(xì)胞毒性。研究表明，茶葉能夠改善紫外輻射導(dǎo)致機(jī)體皮膚光老化。在小鼠模型中，與對(duì)照組相比，喂食綠茶水提物可以增加紫外輻射后小鼠皮膚膠原蛋白和彈性蛋白纖維水平，改善紫外輻射誘導(dǎo)的光老化。在Li Yuanhong等的研究中，20 名志愿者接受1.5 倍最小紅斑劑量模擬紫外輻射照射，使用不同添加量綠茶水提物都可以改善紫外輻射導(dǎo)致的光老化，其中3%添加量組的效果最佳，可以顯著降低人體皮膚中色素沉降和角質(zhì)層以及表皮的增厚程度。

茶葉可以預(yù)防改善紫外輻射導(dǎo)致的免疫抑制。首先，茶葉水提物和活性成分能夠有效減輕抗原呈遞細(xì)胞損傷。有研究表明綠茶和白茶提取物可以減輕紫外輻射誘導(dǎo)的朗格漢斯細(xì)胞(一種位于皮膚表皮層的樹(shù)狀細(xì)胞，屬于抗原呈遞細(xì)胞)損傷。Katiyar等發(fā)現(xiàn)在小鼠UV-B暴露前局部應(yīng)用EGCG可減少I(mǎi)I類(lèi)MHC+ Ia+抗原呈遞細(xì)胞的耗竭。在另一項(xiàng)研究中也發(fā)現(xiàn)，暴露于UV-B之前局部應(yīng)用EGCG可以減少滲入暴露皮膚的CD11b+單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞的數(shù)量。
 

3、茶葉對(duì)紫外輻射應(yīng)激損傷預(yù)防和修復(fù)機(jī)制

茶葉通過(guò)調(diào)控DNA損傷修復(fù)機(jī)制減輕紫外輻射應(yīng)激損傷

研究表明，茶葉可以減少紫外輻射誘導(dǎo)的CPD形成。人體皮膚上涂抹綠茶多酚可以預(yù)防UV-B誘導(dǎo)的皮膚CPD形成。茶葉多酚還能夠促進(jìn)紫外輻射誘導(dǎo)的CPD修復(fù)。在老鼠模型中，Katiyar等研究發(fā)現(xiàn)服用0.2%綠茶多酚的小鼠比空白組在紫外輻射72 h后測(cè)定的CPD數(shù)量減少59%，并能降低CPD的遷移率。此外，Katiyar等還發(fā)現(xiàn)EGCG可以降低IL-10水平，并通過(guò)增加IL-12依賴性介導(dǎo)DNA的損傷修復(fù)以減少CPD;綠茶中VC也參與了IL-12依賴性DNA損傷修復(fù)機(jī)制。

茶葉通過(guò)抑制MAPK級(jí)聯(lián)反應(yīng)減少紫外輻射應(yīng)激損傷

絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)至少由4 個(gè)家族組成，包括p38、細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(ERK)、c-Jun氮末端激酶(JNK)和ERK5/BMK1。MAPK通路在紫外輻射介導(dǎo)的激活蛋白-1(AP-1)和環(huán)氧合酶-2(COX-2)表達(dá)上調(diào)中發(fā)揮重要作用，是皮膚癌化學(xué)預(yù)防的靶點(diǎn)。p38 MAPK信號(hào)通路可以響應(yīng)外界能量應(yīng)激，通過(guò)酶促級(jí)聯(lián)反應(yīng)介導(dǎo)機(jī)體的應(yīng)激抵抗，其下游靶點(diǎn)包括p53、AP-1、核因子-κB(NF-κB)等轉(zhuǎn)錄因子。紫外輻射可以激活細(xì)胞p38磷酸化。將培養(yǎng)的HaCaT細(xì)胞暴露在UV-B條件下會(huì)顯著激活p38，EGCG在5～10 μmol/L劑量范圍內(nèi)能夠顯著性抑制p38的活化。在ARPE19細(xì)胞中，EGCG在10 μmol/L劑量下能夠有效抑制UV-A輻射條件下的p38活化，并且能夠抑制COX-2的活化以及UV-A誘導(dǎo)的ARPE19細(xì)胞死亡。在另一項(xiàng)細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中，茶葉中咖啡因和茶堿也可以阻斷紫外輻射激活人角膜上皮細(xì)胞p38的激活。在小鼠模型中，EGCG治療可以完全抑制紫外輻射誘導(dǎo)的小鼠皮膚細(xì)胞中p38磷酸化。

茶葉通過(guò)抑制炎性小體激活和炎癥因子表達(dá)修復(fù)紫外輻射損傷

研究表明茶葉可以阻斷炎性小體的活化。1 μmol/L EGCG處理可以顯著降低人類(lèi)轉(zhuǎn)移性黑色素腫瘤細(xì)胞中NLRP1水平。并且EGCG可以抑制多種誘導(dǎo)劑引發(fā)的NLRP3活化。在小鼠原代巨噬細(xì)胞中，NLRP3的活化需要新的線粒體DNA(mtDNA)合成，EGCG可以通過(guò)阻斷mtDNA合成來(lái)抑制巨噬細(xì)胞中NLRP3炎性小體的活化。紫外輻射誘導(dǎo)的Ca2+穩(wěn)態(tài)失衡會(huì)導(dǎo)致NLRP3的激活，綠茶多酚可以通過(guò)提高Ca2+-ATPase活力來(lái)介導(dǎo)細(xì)胞的Ca2+穩(wěn)態(tài)。此外，紫外輻射誘導(dǎo)DNA損傷導(dǎo)致黑素瘤缺乏因子2 (AIM2)炎性小體激活，綠茶多酚可以通過(guò)抑制procapspase-1的表達(dá)來(lái)降低AIM2啟動(dòng)信號(hào)水平。

茶葉通過(guò)調(diào)節(jié)應(yīng)激性睡眠修復(fù)紫外輻射損傷

綜上所述，茶葉活性成分能夠預(yù)防改善紫外輻射損傷，有效抑制紫外輻射誘導(dǎo)的皮膚曬傷、炎癥和免疫功能失調(diào)，減少內(nèi)源性ROS過(guò)量積累并減輕DNA損傷。茶葉中多酚和茶多糖等生物成分能夠有效預(yù)防和改善紫外輻射誘導(dǎo)細(xì)胞損傷，減少炎性小體的異常激活。茶葉可以增強(qiáng)DNA損傷修復(fù)以及抑制炎性小體的異常激活，減輕細(xì)胞損傷從而改善修復(fù)紫外輻射傷害。但是茶葉抵抗紫外輻射損傷作用及其機(jī)理還需要從多方面研究探討。首先，過(guò)量紫外輻射會(huì)使機(jī)體產(chǎn)生氧化應(yīng)激，導(dǎo)致蛋白質(zhì)和脂質(zhì)氧化以及DNA損傷。其次，紫外輻射作為外來(lái)能量應(yīng)激會(huì)引起細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)失衡，導(dǎo)致引起細(xì)胞損傷。最后，紫外輻射導(dǎo)致的機(jī)體損傷是涉及到多個(gè)通路的復(fù)雜反應(yīng)，并且還會(huì)受到物種種群差異性以及生活環(huán)境等多重因素影響。茶葉活性成分能夠延長(zhǎng)酵母和秀麗隱桿線蟲(chóng)等模式生物紫外輻射應(yīng)激后的壽命，體內(nèi)體外實(shí)驗(yàn)和流行病學(xué)研究表明茶葉活性成分具有預(yù)防紫外輻射損傷作用。但是茶葉活性成分在預(yù)防不同機(jī)體紫外輻射損傷的有效劑量還有待系統(tǒng)研究，同時(shí)還需進(jìn)一步深入研究 其分子機(jī)制。