2025年，一项由爱尔发生物科技（嘉兴）有限公司联合海南大学药学院、海南大学热带生物资源教育部重点实验室、海南大学食品科学与工程学院等单位合作完成的科研成果显示：破壁雨生红球藻（Haematococcus pluvialis, HP）粉可通过改善线粒体功能障碍和抑制上皮-间质转化（EMT），显著缓解尿路梗阻所致的肾纤维化，为慢性肾脏疾病的功能性食品干预提供了新的理论基础。
论文结论显示：
破壁雨生红球藻粉（833.33 mg/kg）灌胃可改善单侧输尿管梗阻（UUO）手术诱导的大鼠肾纤维化，减少肾小管及肾小球损伤，降低胶原纤维沉积，并使肾组织中纤维连接蛋白1（FN1）阳性面积分数下降65.52%。
在TGF-β1诱导的人肾小管上皮细胞（HK-2）纤维化模型中，HP（16~24 μg/mL）可上调E-钙粘蛋白（E-cadherin）阳性面积分数（+51.35%），下调N-钙粘蛋白（N-cadherin， 62.30%）和波形蛋白（Vimentin， 39.36%）的表达，同时提高线粒体膜电位、降低线粒体超氧化物堆积。相同剂量下，破壁HP的综合改善效果优于纯虾青素（AST）。
01
研究背景
肾小管间质纤维化是慢性肾脏疾病（CKD）进展的主要病理特征，表现为细胞外基质（ECM）过度沉积、肾小管萎缩和肾小球硬化。该过程与炎症、氧化应激及线粒体功能障碍密切相关，且目前被认为具有不可逆性。转化生长因子-β1（TGF-β1）是肾纤维化的关键驱动因子，可诱导上皮-间质转化（EMT），促进纤维化进展。
雨生红球藻是一种淡水单细胞绿藻，在胁迫条件下可大量积累虾青素（AST），是天然AST的最佳来源。破壁雨生红球藻粉中AST含量占类胡萝卜素的80%以上，藻粉整体AST积累水平为1%~3%。
此外，HP还富含谷氨酸、亮氨酸、天冬氨酸等必需氨基酸，以及亚油酸、油酸、α-亚麻酸等不饱和脂肪酸（尤其是ω-3），并含有β-胡萝卜素和藻蛋白等生物活性物质。AST虽已被证明可改善线粒体功能障碍和纤维化，但天然AST资源有限、成本高。相比之下，破壁HP成本低廉、工艺简单，且其中的AST以酯化形式存在，更稳定、更易吸收。然而，此前尚无研究报道破壁HP对肾纤维化的直接干预作用。
02
研究过程与方法
动物模型
32只SPF级雄性SD大鼠（体质量180±10 g）随机分为4组（n=8）：正常组（Control）、模型组（UUO）、HP给药组（UUO+HP，833.33 mg/kg）、AST给药组（UUO+AST，25 mg/kg）。模型组及给药组通过单侧输尿管结扎手术建立肾纤维化模型，术前7天开始灌胃给药，术后继续给药14天。
检测指标
肾脏病理：HE染色观察组织形态，Masson染色评估胶原沉积，PAS染色观察系膜基质增生。
纤维化标志物：免疫组化检测肾皮质组织中FN1蛋白表达。
线粒体超微结构：透射电镜观察肾小管线粒体形态及自噬小体。
细胞模型
人肾小管上皮细胞（HK-2）经TGF-β1（5 ng/mL）诱导纤维化，分别给予HP（8、16、24 μg/mL）或AST（16 μg/mL）处理48小时。检测指标包括：CCK-8细胞活力、免疫荧光（E-cadherin、N-cadherin、Vimentin）、JC-1线粒体膜电位、MitoSOX线粒体超氧化物。
03
研究结果
1. 破壁雨生红球藻粉的形态特征
扫描电镜显示（论文图1），未破壁的H. pluvialis粉细胞壁完整、厚而致密；破壁处理后细胞壁几乎完全破损，有利于有效成分释放。
2. 破壁HP对UUO大鼠肾脏病理的改善
HE染色：模型组大鼠出现明显肾积水、肾盂扩张、肾皮质变薄；HP和AST治疗后肾小管及肾小球损伤减轻，HP效果优于AST（论文图2a、b）。
Masson染色：模型组肾小管及肾小球蓝色胶原沉积显著增加；HP和AST均减少胶原面积分数（P<0.05），HP效果更优（论文图2c）。
PAS染色：模型组肾小球周围紫红色PAS阳性系膜基质增加；HP和AST治疗后系膜基质指数（MMI）显著降低（P<0.05），HP效果优于AST（论文图2d）。
3. 破壁HP对肾纤维化标志物FN1的抑制
免疫组化染色及定量分析（论文图3a、b）显示：与正常组相比，UUO模型组FN1蛋白表达显著上调；HP治疗组FN1阳性面积分数下降65.52%（P<0.05），效果与AST相当。
4. 破壁HP对HK-2细胞的安全性
CCK-8结果显示（论文图4a）：0~96 μg/mL的HP对HK-2细胞无明显毒性，且在8、16、24 μg/mL时细胞活力呈增长趋势。细胞形态未受不良影响（论文图4b）。
5. 破壁HP抑制TGF-β1诱导的EMT
免疫荧光结果（论文图5a~d）显示：
E-cadherin（上皮标志物）：模型组荧光强度明显减弱；HP呈剂量依赖性增强其表达，HP（24 μg/mL）使阳性面积分数上升51.35%，效果优于AST（16 μg/mL）（P<0.05）。
N-cadherin（间质标志物）：模型组荧光强度显著增强；HP呈剂量依赖性降低其表达，HP（24 μg/mL）使表达下降62.30%，效果优于AST（P<0.05）。
Vimentin（间质标志物）：模型组荧光强度显著增强；HP（24 μg/mL）使表达下降39.36%，效果优于AST（P<0.05）。
6. 破壁HP改善线粒体功能障碍
透射电镜（论文图6a）：模型组大鼠肾小管线粒体出现明显损伤、空泡化、碎片增加；HP治疗后线粒体形态恢复，出现自噬小体，效果优于AST。
线粒体膜电位（JC-1）（论文图6b）：TGF-β1诱导后，HK-2细胞红色荧光（高膜电位）向绿色荧光（低膜电位）转变，表明膜电位下降；HP干预后红色荧光恢复，膜电位明显提高，效果显著优于AST。
线粒体活性氧（MitoSOX）（论文图6c）：模型组线粒体超氧化物堆积显著增加；HP和AST均能减少超氧化物水平，HP效果更优。
04
研究结论
本研究证实，破壁雨生红球藻粉 通过抑制EMT（上调E-cadherin、下调N-cadherin和Vimentin）和改善线粒体功能障碍（提高膜电位、减少超氧化物堆积、促进自噬），显著缓解了UUO大鼠肾纤维化。在同等剂量下，HP的综合效果优于纯虾青素。
值得注意的是，本研究中HP所含AST剂量约为25mg/kg，但HP在多个指标上（如EMT逆转、线粒体保护）效果优于等剂量AST。提示HP中丰富的氨基酸、不饱和脂肪酸（如ω-3）、β-胡萝卜素和藻蛋白等成分可能与AST产生协同效应，增强抗纤维化作用。此外，破壁HP来源天然、破壁工艺成熟、生产成本低，其中AST以酯化形式存在，更稳定、更易吸收。
因此，破壁雨生红球藻粉具备开发为抗慢性肾纤维化功能性食品的潜力。后续研究可进一步探索其在TGF-β信号通路、线粒体自噬调控等方面的具体分子机制。
爱尔发生物科技（嘉兴）有限公司介绍
爱尔发生物科技（嘉兴）有限公司成立于2021年，是云南爱尔发生物技术股份有限公司的全资子公司，公司专注于楚雄雨生红球藻制品、功能性及保健食品、化妆品（884272）的应用开发与研究，以及虾青素技术的应用推广。
依托爱尔发强大的供应链及技术实力，公司积极培育 “互联网+微藻产业”的新模式，研发具有自主知识产权和市场竞争力的产品，其核心产品线覆盖虾青素凝胶糖果、虾青素固体饮料及虾青素面膜等多种类型。
