探究Tetraselmis sp.对新兴污染物BDE-47的生物活性特性

《Food Bioscience》：Exploring the bioactive properties of Tetraselmis sp. against the emerging contaminant BDE-47

Tetraselmis sp.的生化组成及抗氧化活性随生长阶段变化，其乙醇提取物对BDE-47诱导的SAF-1细胞氧化应激具有显著细胞保护作用，且生长期产物活性更高。

　　

Chayma Louati|Simona Manuguerra|Fatma Zili|Boutheina Bessadok|Giuseppe Renda|Andrea Santulli|Concetta Maria Messina|Saloua Sadok

迦太基大学，国家海洋科学与技术研究所（INSTM），蓝色生物技术及水生生物产品实验室（B3Aqua），突尼斯，突尼斯

摘要

Tetraselmis属海洋微藻在水产养殖和食品生物技术中得到广泛应用，是具有强抗氧化特性的生物活性化合物的潜在来源。这些功能性分子在缓解氧化应激方面发挥着关键作用，而氧化应激可能由持久性有机污染物等环境压力因素引发。本研究采用综合生化和细胞学方法，探讨了Tetraselmis属微藻的生长阶段依赖性变异对其生化组成和抗氧化潜力的影响，重点研究了其对2,2′,4,4′-四溴二苯醚（BDE-47）诱导的Sparus aurata成纤维细胞（SAF-1）氧化应激的生物活性。分析了生长阶段（GP）和成熟/衰退阶段（MDP）收获的生物质中的氨基酸、脂肪酸、色素、多酚、黄酮类化合物和花青素含量。乙醇提取物在体外通过DPPH（2,2-二苯基-1-吡啶肼）法测试了其抗氧化能力和还原能力，并评估了其细胞保护作用。生长阶段提取物的抗氧化活性较高（抑制浓度（IC₅₀）= 1.46 mg/mL；有效浓度（EC₅₀）= 5.58 mg/mL），这与其中较高的酚类和黄酮类化合物含量相关。在100 μmol/L的BDE-47诱导应激条件下，将SAF-1细胞与0.01 μg/mL的这些提取物共处理显著提高了细胞存活率。主成分分析揭示了与功能性抗氧化反应相关的特定生长阶段代谢物谱型，突显了其生长阶段依赖性的生物活性。

总体而言，本研究强调了Tetraselmis属微藻的生长阶段依赖性代谢谱型与其功能性抗氧化和细胞保护活性之间的关系，支持将其作为功能性食品和营养保健品中生物活性成分的可持续来源，并强调了在环境健康相关策略中优化培养阶段的重要性，而非仅仅关注培养阶段的等同性。

引言

海洋微藻日益被视为具有抗氧化、抗炎和细胞保护特性的天然生物活性化合物的潜在来源，这些特性可用于开发功能性食品和营养保健品（Kang et al., 2024; Mahmoud et al., 2024; Sandeep et al., 2024）。这些生物活性物质，包括色素、多酚、黄酮类化合物和脂肪酸，与多种健康益处相关，如增强免疫力和降低慢性疾病风险。Tetraselmis属微藻作为一种可再生且可持续的微藻资源，在水产养殖中得到广泛应用，并因其高营养价值和多种生物活性（包括金属螯合、神经保护、细胞修复和抗氧化作用）而在营养保健品领域受到越来越多的关注（Cokdinleyen et al., 2025; Conlon et al., 2025; Nor Shahril et al., 2025）。

与此同时，持久性有机污染物的环境污染仍然是一个全球性的严峻问题。多溴二苯醚（PBDEs）作为阻燃剂被广泛用于住宅和商业领域，由于其高稳定性、亲脂性和抗降解性，被归类为持久性有机污染物（Cao et al., 2023; Gao et al., 2023）。尽管有《斯德哥尔摩公约》（EC, 2003）等监管措施，PBDEs仍普遍存在于环境介质中（Chen et al., 2025; Li et al., 2023; Shan et al., 2024），并通过食物链传递在生物体内积累（De Oro-Carretero & Sanz-Landaluze, 2023; Li et al., 2024; Shi et al., 2022）。这种积累对人类健康构成风险，可能导致与氧化应激相关的慢性代谢紊乱以及脂质、蛋白质和核酸的分子损伤（Saxena et al., 2023; Zhuang et al., 2023）。在PBDEs同类物质中，2,2′,4,4′-四溴二苯醚（BDE-47）尤其令人担忧，因为它能引发氧化应激、生殖毒性和DNA损伤（Cao et al., 2023; Liu et al., 2023）。

在这种情况下，微藻处于双重角色：一方面，作为初级生产者，它们可能在食物网中传递PBDEs（Hu et al., 2023）；另一方面，其独特的代谢谱型和产生生物活性化合物的能力使其成为缓解环境污染物引起的氧化应激的潜在候选者（Kaur et al., 2025）。重要的是，这些代谢物的组成和浓度强烈依赖于生理状态和培养阶段，这为优化生物质收获以最大化其功能价值提供了机会。

因此，本研究旨在探讨Tetraselmis属微藻在两个关键培养阶段（生长阶段GP和成熟/衰退阶段MDP）的生物活性代谢物谱型和营养保健品潜力，并评估其乙醇提取物对BDE-47诱导的SAF-1细胞系氧化应激的保护作用。虽然先前的研究已经描述了该微藻的近似组成和生物活性，但其生长阶段依赖性的代谢反应和对BDE-47的细胞保护活性仍需进一步探索。通过将生化表征与体外实验相结合，本研究突显了Tetraselmis属微藻作为能够对抗污染物诱导的氧化应激的功能性食品成分的潜力。

部分内容摘要

微藻培养

Tetraselmis属微藻是从突尼斯湿地（El Mellaha地区；36°46′N, 10°16′E）采集的水样中新鲜分离的，并使用过滤后的（0.2μm）天然海水及F/2培养基（Guillard & Ryther, 1962）进行培养。培养条件为23±2°C，光照强度2500 lux，光照周期16小时：8小时（白天：夜晚），并持续通气。在培养期间的生长阶段（GP；培养开始后第3天）和成熟/衰退阶段（MDP）采集样本。

近似组成

Tetraselmis属微藻的生化组成在生长阶段（GP）和成熟/衰退阶段（MDP）之间存在显著差异（图2）。生长阶段的蛋白质、脂质和碳水化合物含量显著较高（p<0.05），而成熟/衰退阶段的矿物质（灰分）含量较高（13.89% vs. 10.34%干重）。脂质在整个培养周期中的变化最为明显，从生长阶段的31.24%干重降至成熟/衰退阶段的18.40%干重。

讨论

本研究表明，Tetraselmis属微藻的生化组成在培养阶段之间存在显著差异，反映了与生长和成熟/衰退相关的不同代谢状态。虽然微藻被认为是水生食物网中的初级生产者，也是蛋白质、脂质、碳水化合物和维生素的宝贵来源（Balasubramaniam et al., 2025; Mansour et al., 2022），但我们的结果特别强调了生长阶段依赖性的代谢变化。

总体结论

总之，本研究全面概述了Tetraselmis属微藻作为在两个关键培养阶段（生长阶段和成熟/衰退阶段）产生高价值生物活性化合物的可持续来源的潜力。结果表明，该微藻的生化组成和代谢物谱型受到培养阶段的显著影响，反映了不同的代谢策略。

CRediT作者贡献声明

Chayma Louati：撰写——初稿、方法学、实验设计、数据分析、概念化。Simona Manuguerra：资源获取、方法学、实验设计。Andrea Santulli：资源获取、方法学。Concetta Maria Messina：资源获取、方法学。Saloua Sadok：撰写——审稿与编辑、验证、监督、资源获取、资金筹措、概念化。Boutheina Bessadok：验证、方法学、实验设计。Giuseppe Renda：验证、实验设计。Fatma Zili：

未引用参考文献

Cao et al., 2025; Folin and Ciocalteu, 1927; ISO 12966-2, 2012; ISO 12966-4, 2015; NF V 04-404; Pérez-Varillas et al., 2025a; Pérez-Varillas et al., 2025b; Prates, 2025a.

遵守伦理标准

作者声明没有利益冲突。

利益冲突声明

作者声明没有可能影响本文研究的财务利益或个人关系。

声明

作者声明本手稿为原创作品，尚未在其他地方发表，也未接受其他出版机构的审稿。所有作者均对研究做出了重要贡献，同意提交给本期刊。作者声明没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。

致谢与资助

本研究得到了突尼斯高等教育和科学研究部以及意大利-突尼斯跨境合作项目ARIBiotech C-5-2.1-41的支持，该项目通过欧洲邻国ENI-CBC计划（2014-2020）获得欧盟的共同资助。