紫外线(UV)辐射,尤其是其UVB成分(280–320 nm),是导致皮肤早衰(光老化)的主要外部因素,并显著增加了光致癌的风险(Wisidsri等人,2025年)。光老化的发病机制是多方面的,包括对细胞DNA和蛋白质的直接损伤,以及间接激活信号通路,从而引发持续的氧化应激、炎症、蛋白质糖基化和真皮细胞外基质(ECM)的降解(Lee和Liu,2025年)。UVB辐射会生成大量的活性氧(ROS),超出内源性抗氧化系统的防御能力,导致脂质、蛋白质和DNA的氧化损伤。这会触发炎症级联反应,释放促炎细胞因子如肿瘤坏死因子(TNF)-α和白细胞介素(IL)-6,这些因子会刺激基质金属蛋白酶(MMPs)的生成,尤其是MMP-1、MMP-3和MMP-9。这些酶会抑制新胶原蛋白的合成,促进弹性蛋白的功能障碍,破坏真皮细胞外基质的微妙平衡,进一步加剧组织损伤并招募免疫细胞(Feng等人,2024年;Shah等人,2022年)。同时,紫外线暴露还会促进蛋白质的非酶促糖基化反应,形成如羧甲基赖氨酸(CML)等晚期糖基化终产物(AGEs)。AGEs在胶原和弹性蛋白等真皮结构蛋白中积累,形成交联结构,损害其功能,导致皮肤弹性丧失(Chen等人,2022年)。因此,能够同时对抗氧化应激、炎症、细胞外基质破坏和糖基化的天然成分在皮肤健康应用中越来越受到关注。
目前的光保护策略主要依赖于外用防晒霜,这些防晒霜通过物理(氧化锌、二氧化钛)或化学过滤方式来阻挡或吸收紫外线辐射。然而,许多防晒成分对紫外线引起的多种损伤机制(如深层皮肤氧化应激、炎症和糖基化)的保护作用有限(Nieradko-Iwanicka等人,2022年)。富含多酚、黄酮类化合物和多糖的植物提取物因其天然的抗氧化和抗炎特性而被视为潜在的多功能光保护剂(Michalak,2023年)。然而,它们的效果往往受到皮肤渗透性差、化学不稳定性和天然化合物生物利用度低等因素的限制。
珍贵的可食用蘑菇松茸含有多种生物活性化合物,包括多糖(尤其是β-葡聚糖)、酚类化合物、萜类化合物和甾醇,这些化合物具有抗氧化、抗炎和免疫调节作用(Zhou等人,2023年)。然而,这些天然化合物的生物活性可能受到其分子大小、溶解度和结合状态的制约。微生物发酵已成为增强植物提取物功能特性的有效生物转化方法(Abdelshafy等人,2022年;Al-Asmari等人,2025年)。具体而言,使用食品级微生物进行发酵可以增加活性分子的浓度,通过酶促水解释放结合态的酚类化合物,生成生物活性肽和新代谢物,从而放大提取物的生物潜力(Sharma等人,2023年;Ayar-Sümer等人,2024年)。虽然已经研究了乳酸菌(LAB)对各种蘑菇的发酵作用(Ayar-Sümer等人,2024年;NIE等人,2023年),但利用特定设计的共生共培养体系来协同增强松茸的功能特性的研究较少。此外,以往关于松茸的研究主要集中在其营养价值、免疫刺激多糖或抗菌活性上(Li等人,2022年;Liang等人,2025年)。对其作为皮肤光保护剂潜力的研究有限,利用发酵技术,尤其是共生乳酸菌发酵来增强其抗光老化特性的研究更是很少。
因此,发酵后的可食用蘑菇值得作为多功能健康成分的探索对象。然而,需要在互补的生物模型中系统评估其生物活性,同时进行安全性评估和加工过程的透明度分析,才能将其应用于食品领域。在此背景下,我们开发了一种使用具有良好安全记录的乳酸菌对松茸进行食品级共生发酵的方法。我们进行了全面的功能性分析,重点研究了其对抗氧化应激、炎症反应和蛋白质糖基化的能力,这些都是导致组织功能障碍的相互关联的途径。通过人类细胞、秀丽隐杆线虫和大鼠实验,我们证明了其在不同生物尺度上的保护效果的一致性。我们的发现旨在深入理解传统食品生物加工技术如何释放未被充分利用的可食用真菌的健康潜力。然而,这项工作也存在一些局限性,包括代谢组学分析的规模、急性暴露模型的使用以及活性成分的初步表征。本研究的流程图见图1。