湖南农业大学园艺学院，国家植物功能成分利用工程技术研究中心，茶学教育部重点实验室的唐湘粤、陈 颖、龚雨顺*等人综述了茶叶通过维持细胞内稳态平衡预防紫外应激损伤的相关研究，阐述了茶叶对紫外辐射应激损伤的修复机制，即增强DNA损伤修复、抑制炎性小体激活、维持炎症因子动态平衡以及调控应激性睡眠;此外对茶叶抗紫外辐射损伤的研究方向进行了展望。
1、紫外辐射应激造成机体损伤
流行病学和临床研究表明，机体在过量紫外辐射条件下会导致严重损伤。过量紫外辐射一方面导致机体内源性ROS随着时间延长呈现依赖性增长，产生氧化应 激;另一方面还会诱导DNA双链断裂造成损伤。作为细胞中紫外线的光受体，DNA在紫外线波长范围内具有很强的光谱吸收能力，可以直接吸收紫外辐射能量。DNA分子中相邻碱基会直接吸收紫外光子从基态跃迁到激发态，而激发态的形成标志着DNA光产物环丁烷嘧啶二聚体(CPD)产生;此外，通过紫外辐射诱导ROS和活性氮产生的光敏反应也会生成CPD。有研究表明，CPD会诱导细胞凋亡。人类基因组中存在CPD超热点，其检测结果可以用来评估罹患皮肤癌风险。
2、茶叶预防紫外辐射应激损伤的作用
植物次级代谢产物与机体内特异性靶点(酶的活性位点或转录因子)具有高的结合亲和力，能够与内源性配体竞争，从而抑制或诱导相应的代谢或信号转导途径。并且植物次级代谢产物还可以在人类细胞中诱导或抑制基因的表达，通过调控这些基因可以协助调控新陈代谢。
不同模式生物中均发现茶叶水提物可以预防或改善紫外辐射损伤。绿茶提取物能够提高暴露于紫外辐射条件下酵母的存活率并降低其突变的概率。在对秀丽隐杆线虫进行的实验中，红茶水提物能够延长其在2000 J/m2 紫外辐射条件下的平均寿命。以红茶或绿茶代替饮水可以明显抑制小鼠在紫外辐射诱导下皮肤肿瘤的形成。在另外一项研究中，口服质量分数0.6%的绿茶水提物可以增加小鼠经紫外辐射诱导形成的晒伤细胞的凋亡数，保护皮肤免受紫外辐射损伤。茶多酚和茶多糖类也具有预防紫外辐射应激损伤的作用。口服或局部使用从绿茶中提取的多酚可以抑制紫外辐射诱导的皮肤损伤。茶多酚、茶黄素能有效捕获4-羟基壬烯醛，减轻紫外辐射诱导的细胞内氧化应激和细胞毒性。研究表明，茶叶能够改善紫外辐射导致机体皮肤光老化。在小鼠模型中，与对照组相比，喂食绿茶水提物可以增加紫外辐射后小鼠皮肤胶原蛋白和弹性蛋白纤维水平，改善紫外辐射诱导的光老化。在Li Yuanhong等的研究中，20 名志愿者接受1.5 倍最小红斑剂量模拟紫外辐射照射，使用不同添加量绿茶水提物都可以改善紫外辐射导致的光老化，其中3%添加量组的效果最佳，可以显著降低人体皮肤中色素沉降和角质层以及表皮的增厚程度。
茶叶可以预防改善紫外辐射导致的免疫抑制。首先，茶叶水提物和活性成分能够有效减轻抗原呈递细胞损伤。有研究表明绿茶和白茶提取物可以减轻紫外辐射诱导的朗格汉斯细胞(一种位于皮肤表皮层的树状细胞，属于抗原呈递细胞)损伤。Katiyar等发现在小鼠UV-B暴露前局部应用EGCG可减少II类MHC+ Ia+抗原呈递细胞的耗竭。在另一项研究中也发现，暴露于UV-B之前局部应用EGCG可以减少渗入暴露皮肤的CD11b+单核细胞/巨噬细胞和中性粒细胞的数量。
3、茶叶对紫外辐射应激损伤预防和修复机制
茶叶通过调控DNA损伤修复机制减轻紫外辐射应激损伤
研究表明，茶叶可以减少紫外辐射诱导的CPD形成。人体皮肤上涂抹绿茶多酚可以预防UV-B诱导的皮肤CPD形成。茶叶多酚还能够促进紫外辐射诱导的CPD修复。在老鼠模型中，Katiyar等研究发现服用0.2%绿茶多酚的小鼠比空白组在紫外辐射72 h后测定的CPD数量减少59%，并能降低CPD的迁移率。此外，Katiyar等还发现EGCG可以降低IL-10水平，并通过增加IL-12依赖性介导DNA的损伤修复以减少CPD;绿茶中VC也参与了IL-12依赖性DNA损伤修复机制。
茶叶通过抑制MAPK级联反应减少紫外辐射应激损伤
丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)至少由4 个家族组成，包括p38、细胞外信号调节激酶(ERK)、c-Jun氮末端激酶(JNK)和ERK5/BMK1。MAPK通路在紫外辐射介导的激活蛋白-1(AP-1)和环氧合酶-2(COX-2)表达上调中发挥重要作用，是皮肤癌化学预防的靶点。p38 MAPK信号通路可以响应外界能量应激，通过酶促级联反应介导机体的应激抵抗，其下游靶点包括p53、AP-1、核因子-κB(NF-κB)等转录因子。紫外辐射可以激活细胞p38磷酸化。将培养的HaCaT细胞暴露在UV-B条件下会显著激活p38，EGCG在5～10 μmol/L剂量范围内能够显著性抑制p38的活化。在ARPE19细胞中，EGCG在10 μmol/L剂量下能够有效抑制UV-A辐射条件下的p38活化，并且能够抑制COX-2的活化以及UV-A诱导的ARPE19细胞死亡。在另一项细胞实验中，茶叶中咖啡因和茶碱也可以阻断紫外辐射激活人角膜上皮细胞p38的激活。在小鼠模型中，EGCG治疗可以完全抑制紫外辐射诱导的小鼠皮肤细胞中p38磷酸化。
茶叶通过抑制炎性小体激活和炎症因子表达修复紫外辐射损伤
研究表明茶叶可以阻断炎性小体的活化。1 μmol/L EGCG处理可以显著降低人类转移性黑色素肿瘤细胞中NLRP1水平。并且EGCG可以抑制多种诱导剂引发的NLRP3活化。在小鼠原代巨噬细胞中，NLRP3的活化需要新的线粒体DNA(mtDNA)合成，EGCG可以通过阻断mtDNA合成来抑制巨噬细胞中NLRP3炎性小体的活化。紫外辐射诱导的Ca2+稳态失衡会导致NLRP3的激活，绿茶多酚可以通过提高Ca2+-ATPase活力来介导细胞的Ca2+稳态。此外，紫外辐射诱导DNA损伤导致黑素瘤缺乏因子2 (AIM2)炎性小体激活，绿茶多酚可以通过抑制procapspase-1的表达来降低AIM2启动信号水平。
茶叶通过调节应激性睡眠修复紫外辐射损伤
综上所述，茶叶活性成分能够预防改善紫外辐射损伤，有效抑制紫外辐射诱导的皮肤晒伤、炎症和免疫功能失调，减少内源性ROS过量积累并减轻DNA损伤。茶叶中多酚和茶多糖等生物成分能够有效预防和改善紫外辐射诱导细胞损伤，减少炎性小体的异常激活。茶叶可以增强DNA损伤修复以及抑制炎性小体的异常激活，减轻细胞损伤从而改善修复紫外辐射伤害。但是茶叶抵抗紫外辐射损伤作用及其机理还需要从多方面研究探讨。首先，过量紫外辐射会使机体产生氧化应激，导致蛋白质和脂质氧化以及DNA损伤。其次，紫外辐射作为外来能量应激会引起细胞内稳态失衡，导致引起细胞损伤。最后，紫外辐射导致的机体损伤是涉及到多个通路的复杂反应，并且还会受到物种种群差异性以及生活环境等多重因素影响。茶叶活性成分能够延长酵母和秀丽隐杆线虫等模式生物紫外辐射应激后的寿命，体内体外实验和流行病学研究表明茶叶活性成分具有预防紫外辐射损伤作用。但是茶叶活性成分在预防不同机体紫外辐射损伤的有效剂量还有待系统研究，同时还需进一步深入研究 其分子机制。
