## ■ 1. 背景介绍

Astaxanthin (T3138)，CAS: 472-61-7 是萜类家族中的氧化叶黄素型酮类类胡萝卜素，虽然不具维生素A活性，但在抗氧化与抗炎研究中表现突出。其多共轭结构与膜亲和性使其高效清除活性氧（ROS），包括单线态氧与脂质过氧自由基，从而中断脂质过氧化链反应并重置细胞内氧化还原稳态[1,2]。这一红氧调节构成其作用于多条信号轴的核心机制，尤其是对氧化敏感的 NF-κB 与 STAT 通路，并由此影响凋亡关卡。

在受体层面，Astaxanthin 可调节过氧化物酶体增殖物激活受体（PPAR），尤其是 PPARγ，呈现类配体样的转录调控效应，优化脂质代谢、炎性介质输出与抗氧化基因表达[1]。通过 PPARγ 介导的转录重编程，Astaxanthin 促使细胞维持较低的炎症信号与更稳健的红氧稳态。与此同时，ROS 负荷的降低会削弱驱动 NF-κB（p65/p50）入核与 STAT 磷酸化的上游激酶（如 IKK、JAK 家族）的活化，进而抑制 NF-κB/STAT 依赖的促炎基因表达并稳固细胞保护性节点[1,2]。由于 NF-κB 与 STAT 与线粒体和死亡受体通路存在串扰，Astaxanthin 所塑造的低氧化设定值可重调凋亡阈值，影响半胱天冬酶级联及 BCL-2 家族的功能平衡，特别是在氧化胁迫条件下。

这些机制赋予其广泛的研究用途。Astaxanthin 常被用作工具化合物以解析 ROS 对转录因子的调控，描绘 PPAR–NF-κB–STAT 之间的网络串扰，并区分红氧驱动与细胞因子驱动的炎症成分。在凋亡研究中，它通过可控地降低氧化触发，帮助考察线粒体通透性转变、细胞色素c释放及效应器激活。在受体生物学中，将 Astaxanthin 与 PPAR 激动剂/拮抗剂联用，有助于界定 PPARγ 在氧化胁迫下的转录贡献。由于其不具维生素A活性，可避免视黄酸受体干扰而用于类胡萝卜素研究。结合其在红色水生生物中的天然存在与作为饲料着色剂的应用，可在生态、营养与细胞模型间开展跨尺度比较研究，连接生物利用度、膜嵌入与信号结果[1,2]。

## ■ 2. 文献分享

### ■ 2.1 Plant- and Algae-Derived Compounds Enhance the Anticancer Activity of Doxorubicin in Colorectal Cancer Cell Lines.

![001.png](https://developer.qcloudimg.com/http-save/yehe-12303165/cbdea91a78b46ffdc061716e9864ec42.png)

Astaxanthin (T3138) 在本文中被描述为在结直肠癌模型中具有抗肿瘤活性，所涉及的细胞系包括HT-29与HCT116等。具体而言，在HT-29结直肠癌细胞中，Astaxanthin 可提高caspase-3的活化水平，并下调EGFR/HER2/ERK信号通路，由此支持其促凋亡作用，同时体现其对与化疗耐受常相关的生存通路的干预能力。上述结果表明，Astaxanthin 一方面促使关键执行者caspase-3的激活，另一方面抑制受体酪氨酸激酶及其下游MAPK信号节点，从而在结直肠癌细胞环境中推动凋亡发生并削弱与存活和增殖相关的信号输入。该研究对Astaxanthin 在结直肠癌细胞模型中的作用进行了总体描述，并在HT-29细胞中给出了机制层面的细化，突出其通过激活caspase依赖的凋亡并同时抑制EGFR/HER2/ERK信号的双重作用特征。综合来看，Astaxanthin 被呈现为能够通过调控caspase-3与抑制EGFR/HER2/ERK通路而发挥促凋亡效应的化合物。[3]

### ■ 2.2 Kombucha Tea Fortified With Spirulina Maxima and Haematococcus pluvialis : Impact on Physicochemical Properties, Bioactive Profile, and Antioxidant Capacity.

![002.png](https://developer.qcloudimg.com/http-save/yehe-12303165/72c74c37124682a858c4b4ea6adf4dcf.png)

Astaxanthin (T3138) 在本研究中的作用主要体现在以微藻强化的康普茶体系中。论文指出，向康普茶中添加 H. pluvialis “在样品的可溶性固形物、颜色以及某些酚类化合物（如 astaxanthin、槲皮素和山奈酚）方面增值更为明显”，表明样品中的 Astaxanthin 含量得到提升。文中将 Astaxanthin 描述为可清除自由基的“超级抗氧化剂”，强调其在该饮料基质中的强抗氧化特性。关于发酵环境，研究进一步指出，“由于 astaxanthin 带来的高水平抗氧化剂会改变发酵介质的氧化状态，使其不利于 LAB 和 AAB 的生长”，将与 Astaxanthin 相关的抗氧化水平与康普茶发酵过程中对特定细菌生长不利的氧化环境联系起来。综合来看，在添加 H. pluvialis 的样品中，Astaxanthin 既贡献了更高的抗氧化表现，也与发酵介质氧化状态的改变相关，从而影响了康普茶中部分细菌的生长有利性。[4]

### ■ 2.3 Fabrication of silk fibroin peptide-astaxanthin nanocomposites by nanoprecipitation for enhanced stability and antioxidant activity.

![003.png](https://developer.qcloudimg.com/http-save/yehe-12303165/99348f8c9ca23c30852f7490b05b072d.png)

![004.jpeg](https://developer.qcloudimg.com/http-save/yehe-12303165/d05977f4ba7f08ae385694cc7522341a.jpg)

▲ 通过透射电镜观察纳米复合物形貌、统计分析粒径与Zeta电位、圆二色光谱检测蛋白二级结构变化及傅里叶变换红外光谱分析分子间相互作用，综合表征了Astaxanthin与载体蛋白复合前后的理化性质差异。

Astaxanthin (T3138) 在丝素蛋白多肽（SFP）基质中通过非共价作用获得稳定性提升。CD 与 FTIR 结果显示，SFP 作为相对“刚性”的宿主，以表面相互作用方式结合 Astaxanthin，而不引发显著的肽构象重排；该相互作用主要由非共价力驱动，考虑到 Astaxanthin 的疏水性，疏水吸引最为可能，且 Astaxanthin 结合于 SFP 纳米颗粒中预先存在的疏水位点。功能上，SFP 的结合使 Astaxanthin 的抗氧化活性得到显著增强。性能测试表明，即便仅为部分结合，SFP 也可提高 Astaxanthin 在蒸发与氧化条件下的稳定性，使其剩余量高于未保护对照；对应地，结合 SFP 的 Astaxanthin 损失更少，加工后样品的吸光度更高。在不同起始浓度比较中，0.01 mg/mL 的 Astaxanthin 在搅拌/蒸发挑战后保留量最高；在该条件下，SFP 对 Astaxanthin 的包封效率约为6%。上述结果表明，Astaxanthin 与 SFP 的表面结合与屏蔽效应即可提升其稳定性与抗氧化功能表现。[5]

### ■ 2.4 Effects of Dietary Vitamin A Concentration and Stress on Astaxanthin Utilization in Atlantic Salmon ( Salmo salar ).

![005.png](https://developer.qcloudimg.com/http-save/yehe-12303165/554a6e16ce005a30712fe98109605cc9.png)

![006.jpeg](https://developer.qcloudimg.com/http-save/yehe-12303165/c70705f38f78f542c229467297991f57.jpg)

▲ 通过检测大西洋鲑中肠、血浆和肝脏中Astaxanthin的沉积浓度，证实饲料中Astaxanthin添加水平（30或60 mg/kg）显著影响其在不同组织中的积累。

Astaxanthin (T3138) 被描述为通过在肌肉中的沉积赋予大西洋鲑鱼鱼片特有的红色。研究显示，提高日粮中 Astaxanthin 的含量可提升肝脏中 Astaxanthin 的浓度；同时，肝脏与血浆中 Astaxanthin 的浓度呈显著正线性相关，肝脏与肌肉中 Astaxanthin 的浓度亦呈正相关但相关性较弱。细胞放射性示踪结果表明，在肠上皮细胞中，中等维生素A（VA）水平的日粮产生更高的放射性 Astaxanthin 基质浓度，而较高的日粮 Astaxanthin 含量会降低这些细胞内放射性 Astaxanthin 的含量。在肝细胞中，Astaxanthin 在总回收放射性中的占比高于肠上皮细胞，且高VA日粮可提高肝细胞中 Astaxanthin 的浓度。文本同时指出，在应激条件下，对包括 Astaxanthin 在内的抗氧化剂的生理需求会上升，为其功能提供了背景。以上结果共同表明，Astaxanthin 在不同组织与细胞类型中的分布与代谢受日粮条件调控；日粮中 Astaxanthin 的提高可正向影响肝脏水平，而VA水平则影响肠上皮与肝细胞内对 Astaxanthin 的处理，并伴随肝脏与血浆浓度之间的协调变化。[6]

## ■ 3. 结语

Astaxanthin 主要通过高效清除活性氧及调控氧化敏感的信号通路（如 NF-κB、STAT 和 PPARγ）发挥生物学作用。文献表明，其可在结直肠癌细胞中通过激活 caspase-3 和抑制 EGFR/HER2/ERK 通路促进凋亡，在发酵饮料中增强抗氧化性能，结合丝素蛋白多肽后提高稳定性和抗氧化活性，并在大西洋鲑鱼体内的分布与代谢受饮食及维生素A水平调控。未来研究可进一步探讨其在氧化应激相关疾病中的治疗潜力，作为解析红氧调控转录网络的工具，以及在食品和水产养殖领域优化生物利用度和功能应用。

## ■ 4. Q&A

Q1: Astaxanthin 通过何种机制调控细胞过程？

A1: Astaxanthin 主要通过清除活性氧（ROS），中断脂质过氧化链反应，进而调控氧化敏感的信号通路如 NF-κB、STAT 和 PPARγ 来调控细胞过程。

Q2: 文献中如何描述 Astaxanthin 对结直肠癌细胞的影响？

A2: Astaxanthin 通过激活 caspase-3 并抑制 EGFR/HER2/ERK 信号通路，促进结直肠癌细胞的凋亡，抑制与细胞存活相关的信号，体现其促凋亡作用。

Q3: 丝素蛋白多肽（SFP）在 Astaxanthin 的应用中起什么作用？

A3: 丝素蛋白多肽通过非共价结合 Astaxanthin，提升其对蒸发和氧化的稳定性，并通过表面结合和物理屏蔽效应增强其抗氧化活性。

## ■ 5. 参考文献

[1] Ambati RR, Phang SM, Ravi S, Aswathanarayana RG. Astaxanthin: sources, extraction, stability, biological activities and its commercial applications—a review. Mar Drugs. 2014;12(1):128-152.

[2] Higuera-Ciapara I, Félix-Valenzuela L, Goycoolea FM. Astaxanthin: a review of its chemistry and applications. Crit Rev Food Sci Nutr. 2006;46(2):185-196.

[3] Ramos-Silva J, Lara-Hernández G, Fuentes-Garibay J, Pérez-Soto E, Flores-Berrios E, Avilés-Arnaut H. Plant- and Algae-Derived Compounds Enhance the Anticancer Activity of Doxorubicin in Colorectal Cancer Cell Lines.. Molecules (Basel, Switzerland). 2026;31(14):.

[4] Denizkara A, Akarca G. Kombucha Tea Fortified With Spirulina Maxima and Haematococcus pluvialis : Impact on Physicochemical Properties, Bioactive Profile, and Antioxidant Capacity.. Food science & nutrition. 2026;14(7):e72150.

[5] Boboua S, Chen S, Sun Y, Li M, Guo Y, Wen Q, et al.. Fabrication of silk fibroin peptide-astaxanthin nanocomposites by nanoprecipitation for enhanced stability and antioxidant activity.. Frontiers in nutrition. 2026;13():1803229.

[6] Ytrestøyl T, Morken T, Østbye T, Dikiy A, Shumilina E, Bou M, et al.. Effects of Dietary Vitamin A Concentration and Stress on Astaxanthin Utilization in Atlantic Salmon ( Salmo salar ).. Aquaculture nutrition. 2026;2026():1961029.

■1.背景介绍Astaxanthin(T3138)，CAS:472-61-7是萜类家族中的氧化叶黄素型酮类类胡萝卜素，虽

Astaxanthin: 强效抗氧化与信号调控的多功能天然色素

■1.背景介绍Astaxanthin(T3138)，CAS:472-61-7是萜类家族中的氧化叶黄素型酮类类胡萝卜素，虽然不具维生素A活性，但在抗氧化与抗炎研究中表现突出。其多共轭结构与膜亲和性使其高效清除活性氧（ROS），包括单线态氧与脂质过氧自由基，从而中断脂质过氧化链反应并重置细胞内氧化还原稳态[1,2]。这一红氧调节构成其作用于多条信号轴的核心机制，尤其是对氧化敏感的N

其他

虾青素（Astaxanthin）通过高效清除活性氧，调控NF-κB、STAT及PPARγ信号通路，兼具促凋亡与抗氧化双重活性。研究表明，其能激活caspase-3抑制结直肠癌EGFR/HER2/ERK通路，经丝素蛋白包封后稳定性显著增强，且体内分布受日粮及维生素A水平调节，在肿瘤、食品及水产领域应用潜力广阔。

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