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雨生红球藻是目前认为最适合大规模生产虾青素的微藻,主要养殖在我国的云南省。丽江程海地区是主要的雨生红球藻养殖基地之一,其水质环境偏碱、硬度高,对养殖螺旋藻非常有利,但对雨生红球藻的生长不利,成为限制雨生红球藻大规模养殖的因素。本研究利用褐藻酸钠对程海地区雨生红球藻养殖硬水进行软化,探究软化水对雨生红球藻养殖的影响。采用5%褐藻酸钠对雨生红球藻养殖硬水进行软化,探究褐藻酸钠的用量及作用时间对硬水中Ca2+和Mg2+吸附的影响并且比较养殖硬水和褐藻酸钠软化水对雨生红球藻的生长、叶绿素a含量、叶绿素荧光参数、藻细胞干重及虾青素生物量的影响。结果发现当处理水与褐藻酸钠的重量比为200:1,吸附时间不少于12h时,水中Ca2+和Mg2+含量分别降低了55%和39%。与硬水组相比,褐藻酸钠软化水养殖雨生红球藻,藻细胞的密度提高了2倍、叶绿素a含量提高了2.04倍、叶绿素荧光参数出现小幅度的上升。在藻细胞培养结束后,软化水中藻细胞干重是硬水组的1.94倍,虾青素含量是硬水组的2.52倍。实验结果表明与硬水组相比较,利用褐藻酸钠软化的水更适宜养殖雨生红球藻,大大提高了雨生红球藻的产量及虾青素的生物量,为程海地区雨生红球藻的大规模养殖提供了理论依据。雨生红球藻来源的虾青素被认为是最安全的天然虾青素,目前已广泛的应用于医疗、食品及保健品、饲料等行业,并且效果良好。但由于孕妇人群的特殊性,用药的安全性及谨慎性,关于虾青素在孕妇人群中的安全性尚未见报道。我们的研究首次利用妊娠期小鼠模型探究了雨生红球藻源虾青素在妊娠期小鼠体内的代谢、分布及安全性评价。在急性毒试验中,实验分为空白对照组,虾青素作用低剂量组和虾青素作用高剂量组,按剂量灌胃虾青素并观察2周后发现虾青素作用对孕鼠没有毒性且口服虾青素LD50大于20g/kg·bw。在骨髓细胞微核试验中,实验分为空白对照组、虾青素作用低剂量、虾青素中剂量组、虾青素高剂量组及阳性对照组。在小鼠怀孕1周后按剂量灌胃虾青素并在48h后进行检测。结果表明10g/kg·bw虾青素对孕鼠的染色体和有丝分裂器均无损伤作用。在给与小鼠单次灌胃500mg/kg·bw虾青素后,小鼠血液中虾青素含量在8h达到峰值,为55.7μg/L,在48h后小鼠血液中的虾青素代谢完毕。在短期重复剂量试验中,给与小鼠100、250和500mg/kg·bw虾青素,发现虾青素作用在整个孕期期间没有引起孕鼠体重、脏器重量、血液常规和生化指标的变化。在整个孕期中,虾青素在孕鼠肝脏中积累最多,在眼睛中积累最少。以上结果均表明雨生红球藻源虾青素对孕鼠无不良影响,有在孕妇人群中应用的潜质。近年来,随着人们生活水平的提高,孕妇人群的疾病也呈现高发趋势。虾青素强大的抗氧化、抗炎等功效已在正常人群疾病的预防和治疗中得到充分验证。是否虾青素也能够对孕期的疾病如妊娠期糖尿病（GDM）有显著的改善作用呢?我们利用链脲佐菌素（STZ）建立了孕鼠GDM模型来探究虾青素对GDM的预防作用及可能的机制。实验分为空白对照组,STZ作用组、STZ+虾青素低剂量组和STZ+虾青素高剂量组,主要探究了虾青素对孕鼠空腹血糖、胰岛素、胰岛素抵抗及胰岛素信号通路的传导、肝脏和胎盘葡萄糖转运、氧化应激及炎症的影响。结果表明,虾青素作用降低了GDM小鼠空腹血糖和胰岛素,缓解了葡萄糖不耐受和胰岛素抵抗的发展,并通过NOX4-ROS-iκB介导IRS-1/PI3K/Akt途径恢复了胰岛素介导的葡萄糖转运。同时虾青素作用降低了胎盘和肝脏中氧化应激和炎症水平,改善了胰岛素非依赖途径介导的葡萄糖的转运。本研究证实了虾青素能有效改善GDM的发生和发展,为虾青素在妊娠期疾病的应用提供了理论依据。GDM被认为与胎盘血管内皮细胞的氧化损伤相关。虾青素在内皮细胞抗氧化方面扮演着怎样的角色尚不明确。为了探究虾青素对内皮细胞潜在的作用,我们以脐静脉内皮细胞（HUVEC）为研究对象,探究虾青素在HUVEC中的抗氧化作用机制。实验分为空白组,虾青素低剂量、中剂量及高剂量组,主要探究了虾青素在HUVEC细胞中的作用剂量及作用时间、对细胞存活率、活性氧（ROS）、抗氧化酶、MAPK、PI3K/Akt、Nrf2/ARE/HO-1信号通路的影响。结果表明虾青素在HUVEC中的最佳作用时间为18h以上,有效浓度低于0.05%。0.1、1和10μM的虾青素作用引起细胞内ROS分别增加了9.35%、14.8%和18.06%。这些ROS的产生并未引起细胞死亡,反而提高了细胞的存活率并且上调了II酶HO-1和GSH-Px的活力。此外,虾青素作用后,我们观察到ERK蛋白的磷酸化、Nrf2蛋白转入细胞核、ARE荧光素酶活力升高。利用siRNA干扰Nrf2后,HO-1mRNA表达降低了60%,表明虾青素激活了Nrf2/ARE信号通路。我们的结果表明在HUVEC中虾青素通过产生微量ROS激活了Nrf2/HO-1抗氧化信号通路。综上,本研究采用褐藻酸钠软化水提高了雨生红球藻的产量及虾青素的生物量,为雨生红球藻在程海地区大规模养殖提供了新的思路。同时,阐明了虾青素在孕鼠及GDM中应用的安全性和有效性,为虾青素在孕妇人群疾病的治疗提供了理论依据,同时为虾青素产品的开发提供了新的思路。