茶葉預(yù)防紫外輻射應(yīng)激損傷作用與機(jī)制研究進(jìn)展

唐湘粵，陳 穎，余鵬輝，鹿 顏，龔雨順*

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，國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，湖南 長沙 410128）

紫外線是太陽光中波長范圍在10～400 nm光線的總稱。根據(jù)不同波長范圍，紫外線又可以細(xì)分為UV-C（＜280 nm）、UV-B（280～315 nm）和UV-A（315～400 nm）3 種，其波長越短所蘊(yùn)含的能量越高。長時(shí)間暴露在過量的紫外輻射條件下會使人體皮膚出現(xiàn)皺紋，組織脆性增加，促使皮膚光老化[1]和免疫功能 失調(diào)，進(jìn)而增加細(xì)胞損傷概率和患皮膚癌風(fēng)險(xiǎn)[2-4]。紫外線對細(xì)胞的損傷機(jī)制分為直接作用（光化學(xué)反應(yīng)）和間接作用（氧化脅迫）[5]。研究發(fā)現(xiàn)，植物活性成分酚酸、黃酮類、萜類等化合物除了具有紫外線吸收特性外，還具有中和活性氧（reactive oxygen species，ROS）、抵抗炎癥和調(diào)節(jié)免疫功能，從而保護(hù)細(xì)胞免受紫外輻射損傷[6]。

茶是世界上最受歡迎的飲品之一，富含兒茶素、咖啡因、茶氨酸和茶多糖等多種生物活性成分。研究表明，飲茶有利于人類抵抗紫外輻射損傷[7]，茶葉活性成分能有效預(yù)防改善皮膚損傷和皮膚癌等紫外輻射誘導(dǎo)的相關(guān)疾病[8-10]。在過量紫外輻射條件下，茶葉活性成分能增強(qiáng)機(jī)體DNA損傷修復(fù)機(jī)制和抑制炎性小體激活，從而減輕紫外輻射損傷。

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)體在過量紫外輻射條件下會導(dǎo)致嚴(yán)重?fù)p傷。過量紫外輻射一方面導(dǎo)致機(jī)體內(nèi)源性ROS隨著時(shí)間延長呈現(xiàn)依賴性增長[11-12]，產(chǎn)生氧化應(yīng) 激[13-14]；另一方面還會誘導(dǎo)DNA雙鏈斷裂造成損傷[13]。作為細(xì)胞中紫外線的光受體，DNA在紫外線波長范圍內(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（cyclobutane pyrimidine dimer，CPD）產(chǎn)生；此外，通過紫外輻射誘導(dǎo)ROS和活性氮產(chǎn)生的光敏反應(yīng)也會生成CPD[12,15]。有研究表明，CPD會誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[16]。人類基因組中存在CPD超熱點(diǎn)，其檢測結(jié)果可以用來評估罹患皮膚癌風(fēng)險(xiǎn)[17]。

過量紫外輻射會對抗原呈遞細(xì)胞產(chǎn)生損傷耗竭，從而影響機(jī)體免疫功能[18]。此外，紫外輻射誘導(dǎo)ROS積累和DNA損傷可以作為激活炎性小體的信號分子[19]。近年來，炎性小體的異常激活被認(rèn)為與多種炎癥性疾病和自身免疫性疾病相關(guān)。暴露在過量的紫外輻射下，受損的角質(zhì)形成細(xì)胞中半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-1（caspase-1）被激活并寡聚形成炎性小體[20]。曬傷皮膚細(xì)胞中，紫外輻射激活的炎性小體介導(dǎo)角質(zhì)形成細(xì)胞中促炎因子白細(xì)胞介素-1β（interleukin-1β，IL-1β）和IL-18的激活和 釋放[21]。過量的IL-1β可以抑制Th1反應(yīng)和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞活性，而調(diào)節(jié)性T細(xì)胞不僅在抑制效應(yīng)T細(xì)胞反應(yīng)中起重要作用，還在紫外線誘導(dǎo)的免疫抑制中起關(guān)鍵作用[22]。

2 茶葉預(yù)防紫外輻射應(yīng)激損傷的作用

植物中的次級代謝產(chǎn)物是一種具有保護(hù)性、適應(yīng)性和調(diào)節(jié)性物質(zhì)[23-24]，在應(yīng)激條件下可以適應(yīng)脅迫環(huán)境[25-26]。植物暴露在過量紫外輻射條件下會刺激苯丙氨酸裂合酶的過表達(dá)，由苯丙烷途徑合成類黃酮等植物多酚。這類多酚結(jié)構(gòu)中帶有含多個(gè)羥基的芳香碳環(huán)，可以有效吸收紫外輻射，增強(qiáng)防曬性能[25]。黃酮類和萜類能較好地抑制植物分子和結(jié)構(gòu)免受II型光反應(yīng)形成的過量ROS（超氧陰離子自由基、羥自由基、過氧化物和單線態(tài)氧）的破壞作用[27-28]。

茶樹可以通過調(diào)控次級代謝產(chǎn)物（如茶多酚、咖啡堿等）合成來預(yù)防紫外輻射造成的應(yīng)激脅迫。Wu Quanjin等[29]發(fā)現(xiàn)茶樹在高強(qiáng)度光照下，與遮光處理茶樹相比遭受了更高的氧化脅迫；遮光處理會顯著降低茶葉中類黃酮和主要兒茶素含量[30]。Zheng Chao等[31]發(fā)現(xiàn)不同環(huán)境條件下茶樹中類黃酮含量和類黃酮表達(dá)的基因存在差異，強(qiáng)光和紫外輻射條件下會引起氧化應(yīng)激并使類黃酮大量產(chǎn)生[32-33]。

植物次級代謝產(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)源性配體競爭，從而抑制或誘導(dǎo)相應(yīng)的代謝或信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑[34]。并且植物次級代謝產(chǎn)物還可以在人類細(xì)胞中誘導(dǎo)或抑制基因的表達(dá)，通過調(diào)控這些基因可以協(xié)助調(diào)控新陳代謝[35-37]。

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[38]。在對秀麗隱桿線蟲進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中，紅茶水提物能夠延長其在2000 J/m2紫外輻射條件下的平均壽命[39]。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[40]。 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[41]。茶多酚和茶多糖類也具有預(yù)防紫外輻射應(yīng)激損傷的作用?？诜蚓植渴褂脧木G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。在小鼠模型實(shí)驗(yàn)中，照射UV-A前30 min預(yù)先涂抹質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的表沒食子兒茶素沒食子酸酯（epigallocatechin gallate，EGCG），可以顯著減少皮膚的曬傷細(xì)胞數(shù)量[42]。Elmets等[7]研究表明，18～50 歲年齡段的志愿者手臂預(yù)先涂抹質(zhì)量分?jǐn)?shù)5% EGCG或表兒茶素沒食子酸酯（epicatechin gallate，ECG），可以顯著抑制紫外輻射誘導(dǎo)的曬傷。然而，在Farrar等[43]的一項(xiàng)隨機(jī)對照實(shí)驗(yàn)中，志愿者通過口服綠茶兒茶素并不能明顯預(yù)防紫外輻射導(dǎo)致的皮膚曬傷，與對照組相比，紫外輻射的最小紅斑劑量也沒有明顯差異。在Farrar等[44]另一項(xiàng)研究中也發(fā)現(xiàn)，通過口服綠茶兒茶素并不能明顯預(yù)防紫外輻射誘導(dǎo)的DNA損傷。

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[45-46]。在小鼠模型中，與對照組相比，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[47-48]。在Li Yuanhong等[49]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。Hong等[50]使用經(jīng)鞣酸酶處理后的綠茶兒茶素涂抹在受試者的魚尾紋上，結(jié)果表明其可以降低皮膚表面平均粗糙度，減少皺紋數(shù)量。

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狀細(xì)胞，屬于抗原呈遞細(xì)胞）損傷。Katiyar等[51]發(fā)現(xiàn)在小鼠UV-B暴露前局部應(yīng)用EGCG可減少II類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[52]。此外，茶多糖可以誘導(dǎo)脾細(xì)胞的增殖和促進(jìn)小鼠骨髓的樹突狀細(xì)胞的表型和功能成熟，并且能夠通過Toll樣受體增強(qiáng)吞噬細(xì)胞的吞噬能力[53]。茶多糖還可以降低胃癌小鼠促炎性因子水平，提高T細(xì)胞活化程度[54-55]，從而起到正向調(diào)節(jié)免疫功能的作用。

流行病學(xué)研究和動物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)飲茶有益于預(yù)防非黑色素皮膚癌。日常飲用紅茶可以起到降低患非黑色素皮膚癌風(fēng)險(xiǎn)的作用[56]。Hakim等[57]進(jìn)行了一項(xiàng)基于人群的病例對照研究，以評估紅茶攝入量和皮膚鱗狀細(xì)胞癌之間的關(guān)系，結(jié)果顯示，飲用紅茶的受試者患皮膚鱗狀細(xì)胞癌的風(fēng)險(xiǎn)顯著降低。Wang Zhi Y.等[40]研究發(fā)現(xiàn)飲用添加量為0.63%或1.25%的紅茶、綠茶、脫咖啡因紅茶或脫咖啡因綠茶均可顯著抑制小鼠在UV-B誘導(dǎo)下的皮膚角化棘皮瘤腫瘤的形成和基底細(xì)胞癌的發(fā)生。飲茶還可以降低皮膚患惡性黑色素瘤的風(fēng)險(xiǎn)。Fortes等[58]在意大利進(jìn)行的病例對照研究中，發(fā)現(xiàn)茶葉攝入量與皮膚惡性黑色素瘤風(fēng)險(xiǎn)之間存在顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系。且茶葉預(yù)防紫外輻射導(dǎo)致的皮膚癌與咖啡因呈現(xiàn)劑量依賴性關(guān)系[59-61]。還有研究表明，口服綠茶多酚可以增強(qiáng)抗氧化劑和II期酶（谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶和細(xì)胞色素P450等）活性，這可能與抗癌化學(xué)預(yù)防作用相關(guān)[62]。此外，茶多糖能夠通過調(diào)節(jié)機(jī)體的免疫活性提高遲發(fā)性超敏反應(yīng)和巨噬細(xì)胞的吞噬能力，從而增強(qiáng)機(jī)體對腫瘤的防御反應(yīng)[63]。

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

茶葉可以通過維持細(xì)胞穩(wěn)態(tài)抵抗紫外輻射應(yīng)激。首先，茶葉活性成分能夠增強(qiáng)DNA損傷修復(fù)。其次，茶葉活性成分還能維持細(xì)胞因子的平衡，減少紫外輻射誘導(dǎo)炎癥的發(fā)生。另外，茶葉活性成分可以抑制炎性小體的激活，減少免疫功能失調(diào)和皮膚癌癥的發(fā)生。最后，茶葉活性成分可以通過應(yīng)激性睡眠促進(jìn)細(xì)胞損傷修復(fù)，維持細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)。

3.1 茶葉通過調(diào)控DNA損傷修復(fù)機(jī)制減輕紫外輻射 應(yīng)激損傷

紫外線誘導(dǎo)的DNA損傷是抗原提呈細(xì)胞遷移的重要分子觸發(fā)因子[64]。為了維持遺傳基因的穩(wěn)定性，生物體內(nèi)存在一種DNA損傷響應(yīng)（DNA damage response，DDR）機(jī)制。DDR是基于蛋白激酶的細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞間組成的信號通路，通過檢測DNA損傷并通過信號轉(zhuǎn)導(dǎo)做出響應(yīng)[53,65]。DNA雙鏈斷裂通過共濟(jì)失調(diào)-毛細(xì)血管擴(kuò)張突變（ataxia telangiectasia-mutated，ATM）途徑識別檢測[66-67]。 HeLa細(xì)胞中ATM激活與γH2AX染色呈陽性的細(xì)胞比例大幅增加有關(guān)[68]。EGCG可以對γH2AX發(fā)揮化學(xué)預(yù)防和治療作用[69-71]。花青素也可以通過減少γH2AX原位表達(dá)來降低紫外輻射誘導(dǎo)的ROS水平并減輕DNA損傷[72]。

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[73]。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[74]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后測定的CPD數(shù)量減少59%，并能降低CPD的遷移率。此外，Katiyar等[75]還發(fā)現(xiàn)EGCG可以降低IL-10水平，并通過增加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。

3.2 茶葉通過抑制MAPK級聯(lián)反應(yīng)減少紫外輻射應(yīng)激損傷

絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）至少由4 個(gè)家族組成，包括p38、細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶（extracellular signal-regulated kinase，ERK）、c-Jun氮末端激酶（c-Jun N-terminal kinase，JNK）和ERK5/BMK1。MAPK通路在紫外輻射介導(dǎo)的激活蛋白-1（activator protein1，AP-1）和環(huán)氧合酶-2（cyclooxygenase-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)[76]。p38 MAPK信號通路可以響應(yīng)外界能量應(yīng)激，通過酶促級聯(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（nuclear factor kappa-B，NF-κB）等轉(zhuǎn)錄因子。紫外輻射可以激活細(xì)胞p38磷酸化[77]。將培養(yǎng)的HaCaT細(xì)胞暴露在UV-B條件下會顯著激活p38，EGCG在5～10 μmol/L劑量范圍內(nèi)能夠顯著性抑制p38的活化[78]。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[79]。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[80]。體內(nèi)和體外研究表明茶多酚EGCG能夠有效抑制紫外輻射誘導(dǎo)的ERK、MAPK磷酸化[81-83]。最近有研究表明L-茶氨酸能夠抑制ERK和NF-κB活化[84]?？Х纫蚝筒鑹A也具有同樣的 效應(yīng)[85]，并且還可以削弱紫外輻射誘導(dǎo)的人角膜上皮細(xì)胞凋亡作用。還有研究表明紅茶主要多酚茶黃素和茶紅素能夠抑制氧化應(yīng)激條件下的JNK磷酸化，但不會影響ERK磷酸化[86-88]。

信號傳導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子（signal transduction and activator of transcription，STAT）具有調(diào)節(jié)炎癥和光損傷作用信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的功能，STAT1位于MAPK下游，能夠被MAPK蛋白磷酸化。有研究表明茶葉中EGCG和茶黃素能夠抑制紫外輻射誘導(dǎo)的STAT1（Ser727）磷酸化[89]。而STAT1的酪氨酸磷酸化需要表皮生長因子受體（epithelial growth factor receptor，EGFR）酪氨酸激酶活性的響應(yīng)，但是紫外輻射誘導(dǎo)的STAT11磷酸化并不依賴于EGFR酪氨酸激酶活性。通過使用ERK和MAPK激酶（MAPK kinase，MEK）抑制劑，發(fā)現(xiàn)紫外輻射誘導(dǎo)的MEK1-ERK 級聯(lián)反應(yīng)在紫外輻射誘導(dǎo)的STAT1磷酸化中是必需的，同時(shí)STAT1的磷酸化同樣需要p38和JUN的介導(dǎo)。

3.3 茶葉通過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

炎性小體由傳感器、銜接子和前半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-1（procaspase-1）3 個(gè)部分組裝而成[90]，紫外輻射誘導(dǎo)的細(xì)胞損傷會激活炎性小體的組裝。在已知研究成熟的炎性小體中紫外輻射可以誘導(dǎo)核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體蛋白（nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor protein，NLRP）1和NLRP3炎性小體的活化[91]。紫外輻射激活的炎性小體與皮膚癌癥的發(fā)生存在一定的關(guān)系，NLRP1可以促進(jìn)人類黑素瘤中的腫瘤細(xì)胞生長和存活，并且還會抑制腫瘤細(xì)胞的凋亡[92]。在基底細(xì)胞癌細(xì)胞中，紫外輻射誘導(dǎo)心肌肌漿網(wǎng)Ca2+-ATP酶（sarco/endoplasmic reticulum Ca2+-ATPase，SERCA2）的下調(diào)介導(dǎo)NLRP3的激活[93]。

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轉(zhuǎn)移性黑色素腫瘤細(xì)胞中NLRP1水平[94]。并且EGCG可以抑制多種誘導(dǎo)劑引發(fā)的NLRP3活化[95]。在小鼠原代巨噬細(xì)胞中，NLRP3的活化需要新的線粒體DNA（mitochondrial DNA，mtDNA）合成[96-97]，EGCG可以通過阻斷mtDNA合成來抑制巨噬細(xì)胞中NLRP3炎性小體的活化[95]。紫外輻射誘導(dǎo)的Ca2+穩(wěn)態(tài)失衡會導(dǎo)致NLRP3的激活，綠茶多酚可以通過提高Ca2+-ATPase活力來介導(dǎo)細(xì)胞的Ca2+穩(wěn)態(tài)[98]。 此外，紫外輻射誘導(dǎo)DNA損傷導(dǎo)致黑素瘤缺乏因子2 （absent in melanoma 2，AIM2）炎性小體激活[99]，綠茶多酚可以通過抑制procapspase-1的表達(dá)來降低AIM2啟動信號水平[100]。

哺乳動物可以通過激活各種轉(zhuǎn)錄因子來響應(yīng)紫外輻射應(yīng)激條件下的DNA損傷修復(fù)、細(xì)胞生長停滯和誘導(dǎo)凋亡。NF-κB是細(xì)胞對刺激（例如應(yīng)激、炎性因子和紫外輻射）反應(yīng)的重要介質(zhì)，通常由p50亞基和反式激活亞基p65組成。Yang Fajun等[101]研究表明EGCG可以通過抑制IκB激酶（inhibitor of nuclear factor kappa-B kinase，IKK）的活化以及IκBα磷酸化和降解來達(dá)到對NF-κB活性的抑制作用。沒食子酸酯基團(tuán)是抑制IKK活性所必需的，兒茶素結(jié)構(gòu)中酯基的存在顯著增強(qiáng)了對NF-κB活性的抑制作用。同時(shí)EGCG還可以抑制p65的磷酸化；此外，茶黃素也可以阻止IκB的磷酸化或降解。NF-κB在炎癥相關(guān)基因表達(dá)中起著核心作用，但該轉(zhuǎn)錄因子仍需要MAPK的協(xié)助，EGCG可以通過抑制p38 MAPK的磷酸化來抑制NF-κB的活化和核轉(zhuǎn)移。

白細(xì)胞介素家族包括促炎因子（IL-1、IL-6和IL-10等）和抑炎因子（IL-12）等，這些細(xì)胞因子在紫外輻射后會發(fā)生變化。EGCG是體外有效的IL-1β信號轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制劑，能夠明顯抑制IL-1β受體相關(guān)激酶（interleukin receptor associated kinase，IRAK）降解以及IRAK降解下游的信號傳導(dǎo)進(jìn)程（IKK激活、IκBα降解和NF-κB激活）[102-103]。此外，體外細(xì)胞培養(yǎng)使用EGCG處理還可以通過抑制NF-κB活性來減少IL-1β分泌，而IL-1β的減少與NLRP1表達(dá)量的下調(diào)和Caspase-1激活的減少有關(guān)[94]。在人體細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中，EGCG通過抑制人表皮角質(zhì)形成細(xì)胞中炎性小體的ASC寡聚來減弱AIM2誘導(dǎo)的IL-1β分泌[100]。 在小鼠模型中，口服EGCG可以防止procaspase-1和proIL-1β 裂解為caspase-1和IL-1β，并且劑量依賴性抑制了IL-1β的分泌[104]。另外一項(xiàng)小鼠實(shí)驗(yàn)表明，EGCG可以通過增加核因子E2相關(guān)因子2（nuclear factor E2-related factor 2，Nrf2）活性來降低機(jī)體IL-1β和IL-18的水平，并且還可以增強(qiáng)脾臟調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的活性[105]。EGCG、ECG和茶黃素-3,3’-二酸酯可以阻止腫瘤壞死因子超家族14（tumor necrosis factor ligand superfamily member 14，TNFSF14）誘導(dǎo)的ERK、JNK和NF-κB活化，通過抑制ERK、JNK和NF-κB降低了TNFSF14誘導(dǎo)的IL-6產(chǎn)生[106]。EGCG還可以減少IL-10的水平并增加IL-12的水平[75]。

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

睡眠在進(jìn)化過程中是一個(gè)保守的行為狀態(tài)，高等生物中也可以觀察到這種現(xiàn)象[107]。睡眠本身受到晝夜節(jié)律和體內(nèi)平衡的調(diào)節(jié)[108]，其功能包括生物大分子合成[109]、體溫調(diào)節(jié)[110]和能量分配[111]等。睡眠還可以維持代謝穩(wěn)態(tài)，增加β-淀粉樣蛋白清除率[112]，而β-淀粉樣蛋白累積會加劇DNA損傷[113]。在小鼠與果蠅模型中，睡眠可以 更快修復(fù)輻射導(dǎo)致的DNA損傷[114]，并且還可以增加染色體運(yùn)動，減少DNA損傷[115]。此外，染色體的重塑與晝夜節(jié)律有關(guān)[116]，晝夜節(jié)律生物鐘通過調(diào)節(jié)限速修復(fù)因子著色性干皮病組A（xeroderma pigmentosum group A，XPA）來增加核苷酸切除修復(fù)（nucleotide excision repair，NER）以減少DNA損傷[117]。研究表明睡眠可以加快DNA損傷修復(fù)，并且睡眠與DNA損傷快速修復(fù)呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系。在小鼠模型中綠茶多酚可以通過誘導(dǎo)DNA受損的細(xì)胞凋亡來抵抗遺傳毒性[118]。綠茶多酚通過上調(diào)NER相關(guān)基因水平來促進(jìn)紫外輻射后DNA損傷快速修復(fù)[74]。

在秀麗隱桿線蟲和果蠅模型中，紫外輻射后生物會出現(xiàn)類似生長發(fā)育時(shí)期休眠現(xiàn)象，這一現(xiàn)象被稱為應(yīng)激性睡眠（stress induced sleep，SIS）[119]。細(xì)胞應(yīng)激后的睡眠量增加也是一種跨物種種群的保守行為[120-122]。應(yīng)激后的睡眠并不是因?yàn)闄C(jī)體感受環(huán)境脅迫而產(chǎn)生的回避行為，而是機(jī)體細(xì)胞損傷導(dǎo)致的[123]，并且睡眠量的增加與細(xì)胞損傷修復(fù)增加呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系[124]。SIS是一種保護(hù)性的行為，阻斷SIS的信號通路會降低應(yīng)激狀態(tài)下的秀麗隱桿線蟲[125]和細(xì)菌感染的果蠅[122]的存活率。在小鼠和兔子模型中，受病毒感染的小鼠和兔子會出現(xiàn)睡眠量增加的情況，強(qiáng)行剝奪睡眠會影響感染后的動物存活率[126-127]。本實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)紅茶水提物可以促進(jìn)秀麗隱桿線蟲紫外輻射應(yīng)激后的SIS，并且可以延長應(yīng)激后線蟲的壽命，增強(qiáng)應(yīng)激后線蟲的活力。

紫外輻射導(dǎo)致的DDR總體上是保守的[128]。在秀麗隱桿線蟲模型中，NER與紫外輻射誘導(dǎo)的損傷識別和修復(fù)有關(guān)，且紫外輻射誘導(dǎo)SIS需要cep-1（哺乳動物p53同源的DNA損傷感應(yīng)通路基因）參與調(diào)節(jié)[129]。茶葉活性成分能夠通過DNA損傷響應(yīng)通路和NER來促進(jìn)機(jī)體DNA損傷修復(fù)，并且茶葉活性成分還具有調(diào)節(jié)能量感應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的作用。

4 結(jié) 語

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，過量紫外輻射會使機(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。這些受損的細(xì)胞成分可以通過自噬去除，從而維持應(yīng)激條件下的細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)和存活。DNA損傷修復(fù)與自噬密切相關(guān)，自噬可以調(diào)節(jié)特定的DNA修復(fù)途徑，促進(jìn)緩解DNA損傷。在結(jié)直腸癌細(xì)胞中beclin1和抗紫外輻射相關(guān)基因相互作用，形成誘導(dǎo)自噬核心復(fù)合物，增強(qiáng)DNA損傷修復(fù)[130]。茶多酚可以通過不同的機(jī)制激活自噬，EGCG還可以減弱自噬負(fù)調(diào)控因子的作用，該調(diào)控因子可以調(diào)控細(xì)胞凋亡。EGCG可以增強(qiáng)自噬，通過延遲凋亡介導(dǎo)的細(xì)胞死亡并最終延長細(xì)胞活力。茶葉活性成分能夠促進(jìn)NER增強(qiáng)DNA損傷修復(fù)，并且茶多酚可以誘導(dǎo)自噬，但是茶葉其他活性成分調(diào)控自噬在DNA損傷修復(fù)中的分子機(jī)制尚不明確。

其次，紫外輻射作為外來能量應(yīng)激會引起細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)失衡，導(dǎo)致引起細(xì)胞損傷。而SIS是機(jī)體應(yīng)激后進(jìn)行某些損傷修復(fù)的必需條件，并且強(qiáng)制干擾SIS正常進(jìn)行會影響生物體的生命活力和壽命。在秀麗隱桿線蟲實(shí)驗(yàn)中，紫外輻射后的SIS需要DNA損傷響應(yīng)信號傳導(dǎo)。茶葉生物活性成分可以通過增強(qiáng)DNA損傷修復(fù)來保護(hù)機(jī)體免受紫外輻射引起遺傳毒性，并且能夠通過血腦屏障作用于神經(jīng)細(xì)胞[131]。但是茶葉對生物體睡眠機(jī)制涉及到的神經(jīng)回路信號以及神經(jīng)肽的分泌調(diào)控尚不清楚。

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)，并且還會受到物種種群差異性以及生活環(huán)境等多重因素影響。這些多重因素會影響茶葉預(yù)防紫外輻射損傷效果，導(dǎo)致同一物質(zhì)人類受試者實(shí)驗(yàn)結(jié)果不完全一致[7,42]。例如，不同人類受試者口服綠茶兒茶素后，體內(nèi)血漿和皮膚活檢發(fā)現(xiàn)兒茶素及其代謝物的種類和含量都不同，抗紫外輻射效果也不一樣[132]。并且使用不同方式茶葉處理來預(yù)防紫外輻射損傷的效果也不同，口服綠茶兒茶素與皮膚涂抹綠茶兒茶素相比，在皮膚上涂抹兒茶素時(shí)皮膚細(xì)胞中兒茶素濃度更高，可以更加有效地預(yù)防紫外輻射損傷[7,43]。而造成這一結(jié)果的原因可能是：其一，直接涂抹在皮膚上的兒茶素可以直接吸收一部分紫外輻射能量，減少紫外輻射能量進(jìn)入機(jī)體細(xì)胞；另外，兒茶素的腸道代謝與皮膚代謝存在差異[132-133]，不同處理方式會導(dǎo)致皮膚細(xì)胞對兒茶素的生物利用度不同[134]。

茶葉活性成分能夠延長酵母和秀麗隱桿線蟲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。