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本文研究了虾青素(astaxanthin)对损伤细胞的保护作用,采用氧化应激损伤的肝细胞(人胎肝L-02细胞株)和冷冻损伤的鱼精细胞(大黄鱼精子细胞)作为研究对象,探讨虾青素保护损伤细胞的内在机制,并且进一步研究了其通过线粒体发挥生物学效应的作用机理。100 mmol/L的NaN3诱导肝细胞,构建氧化损伤细胞模型。四甲基偶氮唑蓝比色法(MTT)检测细胞存活率;DCFH-DA法测定细胞内活性氧(Reactive oxygen species, ROS)水平;Annexin V-FITC/PI染色采用流式细胞术检测细胞凋亡率;JC-1法检测线粒体膜电位。结果显示,不同浓度虾青素(0.01、0.10、1.00、10.0 nmol/L)都能提高损伤细胞的存活率,抑制细胞凋亡,维持线粒体膜电位(Mitochondrial membrane potential, MMP),但不能显著地降低细胞内ROS水平。细胞存活率的上升和线粒体膜电位的维持与虾青素没有剂量依赖性,其中0.10 nmol/L的虾青素表现为较强的保护作用(P<0.01)。大黄鱼精子稀释至含10% DMSO含有各浓度虾青素(0、1.43×10-6、1.43×10-5、1.43×10-4、1.43×10-3 mol/L)的冷冻稀释液中。冷冻解冻后,显微镜观察,1.43×10-4mol/L的虾青素使冷冻解冻后大黄鱼精子寿命、运动时间和激活率分别增加了13.8%、36.0%和5.5%(P<0.05),接近于鲜精;单细胞凝胶电泳(SCGE)显示核DNA受损程度明显减少,彗星拖尾变短(P<0.05);流式细胞术显示质膜和线粒体明显受到保护,线粒体质量提高了19.27% (P<0.05)。通过双层类脂膜法(BLM)测定不同浓度(0.1%、2.0%、10.0%)的虾青素对H+传递能力。结果显示浓度为2.0%的虾青素能够较高效率地传递H+。表明适当浓度的虾青素能够获得一定的质子压力,从而有效地传递H+,起到维持MMP的作用。本研究表明虾青素能够保护氧化应激损伤的肝细胞和冷冻损伤的大黄鱼精细胞,其保护作用与维持线粒体功能相关,推测虾青素可能是通过传递H+,抑制MMP下降来实现其对损伤细胞的保护作用的。