¿Cuál es el carácter fisiológico de la ficocianina?

Phycocyanin (PC) is a photosynthetic pigment found in the cells of cyanobacteria and red algae that can efficiently capture light energy. It has a molecular weight of about 40 ku and consists of two subunits, α and β. One open-chain tetrapyrrole ring is covalently bound to the peptide chain. The isolated and purified water-soluble phycocyanin is blue in solution and emits purple fluorescence. It has a specific absorption peak at a wavelength of 620 nm, and its purity can be expressed as A620/A280. Due to its advantages of water solubility, non-toxicity, clarity and strong coloring power, phycocyanin is widely used as a food coloring agent and cosmetic additive. Phycocyanin has fluorescence and can be used as a fluorescent marker. In addition, studies have shown that phycocyanin has certain medical value. In recent years, it has been found that phycocyanin has a variety of biological activities, such as anti-cancer, anti-oxidation, treatment of cerebral ischemia damage, and improvement of immunity. Research on phycocyanin has become a research hotspot in natural marine drugs, and the author has conducted a review of its biological activities.

1 investigación sobre la actividad antitumoral de ficocianina

1.1 prueba In vitro antitumoral de ficocianina

It has been reported in literature both domestically and abroad that spirulina protein has a direct killing effect on tumor cells. Schwartz et al. [1] found that spirulina protein has an inhibitory effect on cancer cells. Wang Yong et al. [2] found that spirulina protein has a strong inhibitory effect on the growth of Hela cells cultured in vitro, and that when the concentration of spirulina protein in the culture system is increased from 10 mg/L to 80 mg/L, the inhibition rate gradually increases from 3.5% to 31.0%. Chen Xinmei et al. [3] found that when the appropriate dose of phycocyanin extract is used, it can directly inhibit the growth of cancer cell lines. It was also found that the maximum effective concentration of phycocyanin extract for inhibiting the growth of different cancer cells is different. The effective concentration for the liver cancer cell SMMC-7721 is 100 mg/L, which is much higher than the 50 mg/L for the laryngeal cancer cell HEp-2. indicating that the growth inhibition of laryngeal cancer cells is more sensitive to the influence of phycocyanin extract, and that the inhibitory effect at the same concentration is also different for different cells, which provides a basis for the development of phycocyanin extract as an anti-cancer agent.

Chen Tianfeng et al. [4] utiliza cromatode intercambio iónico y gel de filtración para purique contiene selenio ficocianina a partir de espirulina rica en selenio. La ficocianina y la ficocianina que contienen selenio puritienen el efecto de inhibiel crecimiento y la proliferación de las células malignas del melanoma humano (A-375). La IC50 de las ficobiliproteínas y ficobiliproteínas que contienen selenio purificadas es de 44,5 y 65,9 μmol/L, respectivamente, lo que puede inhibir significativamente la proliferación de las células A-375. Además, la ficobiliproteína tiene diferentes grados de efectos inhibiten las líneas celulares de leucemia humana HL-60, K-562 y U-937 cultivadas In vitro, y hay un efecto de concentración y dosis, con fuertes efectos inhibita altas concentraciones. Debido al gran peso molecular de la ficocianina, es difícil que interactúe directamente con las células. Zhang Xin et al. [5] obtuvieron la subunidad C-PC activa a través de cm-sepharosa cromatode intercambio catiónico F.F. diálisis y renaturación. Se estudiaron los efectos de las subunidades C-PC, a y − sobre el crecimiento de la línea celular de adenocarcinoma de pulmón SPC-A-1 utilizando un kit CCK-8. Los resultados mostraron que la ficocianina y sus subunidades tienen un efecto inhibitorio sobre el crecimiento de esta línea celular, siendo la subunidad β la que tiene el mejor efecto, indicando que tienen un cierto potencial antitumoral.

1.2 investigación sobre el mecanismo fisiológico de la actividad antitumoral de ficocianina

Li Bing et al. [6-7] creen que el mecanismo del efecto antitumoral de la ficocianina puede ser que la ficocianina, como mitógeno, se une al receptor mitógeno en la superficie de las células tumorales, lo que promueve la expresión transcripcional del gen CD59 en la célula mediante el enlace cruzado del receptor y la activación de la proteína cinasa, lo que induce la activación del dominio de muerte, de ese modo inhila la proliferación de las células tumorales y promueve la apoptosis de las células tumorales.

Además, con el fin de estudiar el efecto de la ficocianina en la apoptosis de las células HeLa In vitro y su mecanismo subyacente, Li Bing et al. [8] encontraron por primera vez en el ensayo MTT que la ficocianina puede inhibir la proliferación de las células HeLa y hay un efecto de concentración y dosis. Con el fin de obtener una comprensión más profunda de si este efecto inhibitorio está relacionado con la inducción de la apoptosis, se llevó a cabo una investigación adicional sobre las características de las células. La microscopía electrónica reveló que las células HeLa tratadas con ficocianina mostraron cambios ultraestructurales obvi. La estructura de la electroforesis en gel de agrose mostró que la ficocianina podría inducir la fragmentación del ADN en las células HeLa y producir bandas electroforéticas en forma de escala, que es una característica típica de la apoptosis celular.

Posteriormente, se utilizó la citometría de flujo para detectar el efecto de la ficocianina en los cambios del ciclo celular y la apoptosis en las células HeLa, y se utilizó la inmunohistoquímica para detectar el efecto de la ficocianina en la expresión de genes relacionados con la apoptosis en las células HeLa. Los resultados mostraron que la ficocianina puede promover la expresión de los genes pro-apoptóticos Fas e ICAM-1 e inhibir la expresión del gen anti-apoptótico Bc1-2. Dado que la caspasa juega un papel importante en la vía de señalización apoptótica [9], se detectó además la actividad de la caspasa en células HeLa tratadas con ficocianina. Los resultados mostraron que las caspas-2, -3, -4, -6, -8, -9, y -10 fueron todas activadas, lo que indica que la apoptosis de las células HeLa indupor ficocianina es dependiente de caspasa. El citocromo C es una importante proteína de la cadena respirque se libera de las mitocondrias en el citoplasma, que es una característica de las células sometidas a apoptosis [10] y puede ser utilizado como un criterio para determinar las primeras etapas de la apoptosis. Los resultados del experimento mostraron que la ficocianina puede inducir la liberación de citocromo C, lo que también confirma que la ficocianina logra su objetivo de matar las células tumorales mediante la inducción de la apoptosis en las células HeLa.

Los inhibidores seleccox-2 pueden inhibir significativamente el crecimiento tumoral y la angiogénesis tumoral, inducir la apoptosis de las células tumorales, y también mejorar la citotoxicidad de los fármacos quimioterapéuticos y la radiosensibilidad de los tumores. Reddy et al. [11] encontraron que la ficocianina puede inhibir selectivamente la actividad de la COX-2 para inducir la apoptosis de las células tumorales. RAW264.7 los fagocifueron estimulados con lipopolisacárido (LPS). Los resultados mostraron que la ficocianina tenía un efecto inhibidor dependiente de la dosis sobre la proliferación de esta línea celular.

2. Investigación sobre la actividad antioxidante de ficocianina

La literatura nacional y extranjera muestra que ficocianina natural y otras ficocianinas tanto tienen actividad antioxidante que elimina los radicales hidroxilo y peróxido de hidrógeno radicales [12-14]. Estudios sobre el efecto de las ficobiliproteínas en las citocinas han encontrado que las ficobiliproteínas pueden eliminar el estrés oxidativo, dando lugar a respuestas de TNF-a [15].

Chen Tianfeng et al. [4] utilizó cromatode gel de filtración e intercambio iónico para purificobiliproteínas que contienen selenio a partir de espirulina rica en selenio. La actividad antioxidante de las ficobiliproteínas que contienen selenio se evalumediante la comparación de las capacidades de eliminación de selenio que contienen ficobiliproteínas y ficobiliproteínas contra cuatro diferentes radicales libres, a saber, la capacidad antioxidante total, la capacidad de eliminar los radicales DPPH, peróxidos aniónicos y peróxido de hidrógeno indupor hemóli, evaluasí la actividad antioxidante de las ficobiliproteínas que contienen selenio. Los resultados mostraron que la ficobiliproteína purificada que contiene selenio exhibimejores efectos antioxidantes que ficocianina a una dosis específica en términos de su capacidad para eliminar ABTS, DPPH, peróxidos aniónicos y radicales AAPH. Después del enriquecimiento con selenio orgánico, las ficobiliproteínas pueden mejorar significativamente sus propiedades antioxidantes, por lo que la investigación antioxidante de las ficobiliproteínas enriqucon selenio ha recibido una amplia atención en los últimos años [16-18].

Chenghua et al. [19] estudiaron la capacidad de enriquecimiento de selenio de la C-ficocianina a partir de espirulina platensis marina y el efecto de eliminación de selenio que contieneC-phycocyaninon superoxide anions and hydroxyl radicals. The results showed that when cultivated with the addition of a low concentration of selenium (40 to 80 mg/L), the selenium enrichment effect of marine Spirulina platensis C-phycocyanin was significantly stronger than that of freshwater Spirulina platensis C-phycocyanin. At a selenium concentration of 40 mg/L, C-phycocyanin had the highest selenium utilization rate and the largest selenium enrichment factor (0.9%); at a selenium concentration of 60 mg/L, C-phycocyanin had the highest selenium content (402 mg/kg). Selenium-containing C-phycocyanin has a stronger scavenging effect on superoxide anions and hydroxyl radicals than C-phycocyanin. The scavenging effect is positively correlated with the selenium content and protein concentration of C-phycocyanin. The selenium-containing C-phycocyanin group with the highest selenium content (402 mg/kg) has a scavenging rate of 83% and 35% for superoxide anions and hydroxyl radicals, respectively, at a concentration of 180 μg/ml. the removal rates of superoxide anions and hydroxyl radicals reached 83% and 35%, respectively, which is much higher than the removal effects of corresponding proteins from other freshwater species under the same conditions. The results of the study show that spirulina cultivated with seawater can significantly improve the selenium-enrichment capacity of C-phycocyanin and the activity of selenium-containing C-phycocyanin in removing superoxide anions.

Wang Xingping et al. [20] studied the antioxidant capacity of Spirulina platensis protein Mediante ensayos de antioxidantes del sistema no lipídico y ensayos de antioxidantes in vitro. Los resultados mostraron que la proteína Spirulina platensis tiene una buena relación cuantitativa-cualitativa con respecto a la búsqueda de radicales libres de oxígeno, radicales hidroxilo y H2 O2. En un sistema In vitro, la gexianmi ficocianina redujo significativamente la producción de MDA y los niveles de peróxidos en la sangre y el hígado, protegiendo las membranas celulares y los glóbulos rojos. Se demostró que gexianmi phycocyanin tiene un efecto protector sobre el daño mitocondrial del hígado en ratones y afecta significativamente el plasma's capacidad de recoger especies reactivas de oxígeno.

3 estudio de ficocianina protelas células de los islotes

Zhang Rui et al. [21] establecieron un modelo de rata diabética tipo 2 y usaron ficocianina y metformina para tratar a las ratas por sonda. La expresión del factor nuclear κB (NFκB) y la proteína inhibide NFκB (IκB) en las células de los islotes se detectó mediante inmunohistoquímica. Los resultados mostraron que después de un modelo exitoso en ratas, la glucosa sanguínea en ayunas aumentó significativamente. Después de la intervención y el tratamiento, la glucemia en ayunas de las ratas del grupo de proteína azul de algina y metformina fue significativamente menor que la del grupo modelo. La expresión de NFκB en las células de los islotes pancrede ratas diabéticas se incrementó significativamente, mientras que la expresión de IκB se redujo significativamente. Después del tratamiento con ficocianina y metformina, la expresión de NF − B en las células de los islotes pancrede ratas fue significativamente menor que la del grupo modelo diabético, mientras que la expresión de I − B fue significativamente mayor que la del grupo diabético. Esto indica que la ficocianina puede inhibir la actividad de la vía I − B/NF − B en las células de los islotes pancrede ratas diabéticas tipo 2, y tiene un cierto efecto protector en las células de los islotes pancreáticos.

Ma Xuan et al. [22] también estableció un modelo de rata para diabetes tipo 2. Después de que las ratas fueron exitosamente modeladas, su peso corporal fue significativamente menor que el del grupo normal, la glucosa en sangre en ayunas fue significativamente mayor, los islotes de Langerhans fueron atrofiados, la estructura era indistin, las células estaban desorden, el citoplasma estaba hinch, había degeneración vacuolar, etc., y la expresión de la célula de los islotes iNOS fue aumentada. Después del tratamiento con ficocianina, la glucemia en ayunos fue significativamente menor que la del grupo modelo y la diferencia fue significativa. Después del tratamiento con ficocianina y metformina, la expresión de iNOS en las células de los islotes pancrefue significativamente menor que en el grupo modelo diabético, y se mejoró la estructura morfológica de las células de los islotes pancreáticos. Esto indica que ficocianina puede inhibir la expresión de iNOS en las células de los islotes pancrede de ratas diabéticas y tiene un efecto protector en las células de los islotes pancreáticos.

4 estudio de la actividad antiinflamatoria de ficocianina

Romay et al. [23] mostraron esoFicocianina exhibiefectos antiinflam.En 12 modelos de ensayos inflamatorios. La ficocianina puede eliminar radicales alquilo, hidroxilo y peroxilo, inhibir la peroxidlipíen microsomas inducida por iones ferro(Fe2+) y ácido ascórbico, y su efecto antioxidante está relacionado con la inhibición del factor de necrosis tumoral (TNF) y la producción de NO. González et al. [24] usaron un enema de 1 ml de ácido acético al 4% para establecer un modelo de colitis, se administraron 150, 200 y 300 μg/kg de solución oral de proteína azul de algina 30 minutos antes y se midió la actividad de MPO 24 horas después. El tejido del colon fue examinado histopatológicamente y por ultraestructura. Los resultados mostraron que la proteína azul de algina puede reducir la actividad de MPO. La observación microscópica mostró que la proteína azul de algina inhila la invasión de las células inflamatorias y reduce el daño al tejido del colon. Vadiraja et al. [25] informaron que la ficocianina tiene un efecto protector sobre el daño hepático indupor ccl4 en ratones, casi puede restaurar las concentraciones séride enzimas hepáticas a las del grupo de control, tiene un efecto protector sobre las enzimas hepáticas y reduce la pérdida de 6-fosfogluconasa y citocromo P140 microsómico.

5 investigación sobre la actividad hepatoprotectora de ficocianina

Suo Yourui et al. [26] established a rat model of alcoholic liver injury and found that administration of phycocyanin complex can effectively inhibit alcohol-induced liver cell damage. Compared with the model group, the serum ALT and AST levels of rats in the phycocyanin complex groups decreased, with significant decreases in the low-dose and high-dose groups. There was a significant dose-effect relationship, indicating that phycocyanin complex has a good effect of relieving hangover and protecting the liver. When rats were given the algin protein complex, all dose groups could significantly inhibit the lipid peroxidation reaction caused by alcohol, inhibit the increase in serum and liver MDA, protect liver cells, and the dose-effect relationship was significant. The algin protein complex can prevent the depletion of GSH caused by long-term alcohol consumption, and can significantly increase the activity of GSH, thereby protecting liver cells. Therefore, it can be seen that phycocyanin complex has the effect of detoxifying alcohol, inhibiting alcohol damage to liver cells, and protecting liver function. In addition, when rats are given alcohol and phycocyanin complex at the same time, it can effectively prevent and treat abnormal changes in tissues such as hepatic steatosis and punctate necrosis.

6 regulación inmune

Tang Mei et al. [27] confirmaron mediante experimentos que la ficocianina puede promover el efecto de la fitohemaglutinina (PHA) al estimular la transformación de linfocitos, restaurar la capacidad de las células T para formar rosetas E después de ser dañadas por la ciclofosfamiy, en particular, tiene un buen efecto restaurador en la formación de rosetas E activas; También puede aumentar significativamente el número de células formadoras de anticuerpos y la capacidad de producir anticuerpos en las células del bazo de ratones normales y ratones con baja función inmune tratados con hidrocortisona.

7 conclusión

En resumen, ficocianina es una sustancia natural que no es tóxico y altamente eficaz. Tiene una amplia gama de actividades farmacológicas, y su producción, desarrollo y comercialización proporcionan condiciones favorables para mejorar los ingresos de los agricultores locales y el desarrollo de la economía. Explorar las fuentes de selenio, fortalecer el desarrollo de productos agrícolas ricos en selenio y proteger el suelo rico en selenio son de gran importancia para mantener el desarrollo sostenible de la economía local. Por lo tanto, se recomienda realizar un estudio del contenido de selenio en la combustión local de carbón, emisiones industriales, agua de riego, etc., para determinar el mecanismo de formación del enriquecimiento local de selenio en el suelo.

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