近日，集美大學食品與生物工程學院李桂玲教授、劉靜雯教授團隊在Journal of Agricultural and Food Chemistry線上發表題為“Antioxidant Activity of Docosahexaenoic Acid (DHA) and Its Regulatory Roles in Mitochondria”的文章，該研究檢測了DHA對HepG2細胞抗氧化活性的影響，並深入探究其對線粒體的調控作用。集美大學食品與生物工程學院李桂玲教授為文章的第一作者；劉靜雯教授為本文通訊作者。
Highlights
*DHA透過提高線粒體抗氧化酶的活性和表達水平，降低活性氧ROS水平，提高細胞的抗氧化能力。
*DHA可能插入到線粒體膜上，改變線粒體膜電位和氧化磷酸化，提高線粒體功能。
*DHA增加線粒體複製數，上調線粒體相關基因表達量，促進線粒體的生物合成。
Introduction
二十二碳六烯酸（DHA）是一種人體必需的長鏈多不飽和脂肪酸，具有抗血小板聚集、抗動脈硬化、抗癌和預防神經退行性疾病多種生理功能。DHA的生理功能可能與抗氧化作用相關。DHA的抗氧化活性在不同系統中已有了廣泛研究。研究表明，不同的作用物件或作用的不同條件會導致其不同的調節效果，或促氧化或抗氧化。線粒體不僅是細胞的“能量工廠”，還是活性氧（ROS）的主要來源，也是ROS誘導的氧化損傷的直接靶標，其功能和生物合成與氧化應激密切相關。DHA對線粒體功能和生物合成的具體調控作用，特別是潛在的作用機制還不明確。本研究檢測了DHA對HepG2細胞抗氧化活性的影響，並深入探究其對線粒體的調控作用。本文的研究結果有助於闡明DHA作為功能性營養素的潛在機制。
Results and Discussion
1） DHA提高細胞抗氧化能力
檢測了DHA對細胞總抗氧化能力和抗氧化酶活性及其基因表達的影響。結果表明，100mM DHA處理後，細胞內ROS水平顯著降低約35%（圖1A），線粒體ROS水平顯著降低了約45%（圖1B）；細胞的ABTS自由基清除能力（ABTS）和Fe3+還原能力（FRAP）分別提高了55.6%和49.2%，說明DHA能降低ROS水平並提高細胞的總抗氧化能力。
2） DHA對細胞抗氧化酶的調節
研究了DHA 對細胞主要抗氧化酶的活性及其基因表達水平的影響。結果顯示，DHA的處理使超氧化歧化酶SOD、過氧化氫酶CAT和谷胱甘肽過氧化物酶GPx的活性分別提高了約70％、70％和35％（圖2A）。實時熒光定量PCR法檢測結果進一步表明，相應的線粒體抗氧化酶基因SOD2、CAT和GPx-1的表達分別增加了79.5%％、101.6%和43.1%（圖2B）。抗氧化酶基因表達的上調與其活性的增強相符。
3） DHA對細胞線粒體功能的調節
研究了DHA對細胞氧化磷酸化及線粒體膜電位的影響。結果顯示，DHA處理後，細胞內ATP水平顯著降低、ADP/ATP比值顯著上升（圖3A-B）；線粒體膜電位提高了約1.5倍（圖3C）。這表明DHA透過改變細胞氧化磷酸化水平和線粒體膜電位調節線粒體的功能。
4） DHA對細胞線粒體生物合成的調節
進一步透過熒光定量PCR法檢測線粒體複製數、線粒體編碼基因和抗氧化相關轉錄因子的表達量探討DHA對線粒體生物合成的調節，發現100mM DHA顯著提高了線粒體複製數、部分編碼基因和抗氧化相關轉錄因子的表達水平（圖4），說明DHA促進了細胞線粒體的生物合成。
Conclusion
DHA透過增強線粒體的功能和生物合成提高了HepG2細胞的總抗氧化能力。這些資料有助於闡釋線粒體介導的DHA抗氧化作用的分子機制，為更好地開發DHA膳食補充劑提供依據。
作者簡介
劉靜雯 教授
劉靜雯，女，集美大學食品與生物工程學院教授，博士，博士生導師，先後獲得廈門市優秀教師、廈門市“三八”紅旗手、福建省五一勞動獎章和福建省先進工作者等榮譽稱號，主要從事海洋微生物功能基因開發利用及分子營養學研究。參加中國第28次南極科學考察，被評為優秀考察隊員；主持完成國家自然科學基金、國家海洋公益性行業專項（子課題）、福建省科技重點專案等科研專案；在國內外學術期刊上發表研究論文60餘篇；以第一完成人申請國家發明專利12項，獲授權國家發明專利8項。
李桂玲 教授
李桂玲，女，集美大學食品與生物工程學院教授，博士，碩士生導師，福建省引進高層次人才。主要圍繞營養功能因子的表觀調控機制和慢性代謝疾病的分子機理開展基礎及應用研究。主持國家自然科學基金青年及面上專案各1項、福建省自然科學基金面上專案2項，參與多項國家及省部級科研專案；已發表SCI/EI論文30多篇。
該文章《Antioxidant Activity of Docosahexaenoic Acid (DHA) and Its Regulatory Roles in Mitochondria》於2021年2月發表於Journal of Agricultural and Food Chemistry。