科研学术|自主创新实现再突破,生科院研究成果在高水平期刊Food & Function发表

  完美生科院   2022-07-26 10:24:17

近日,完美生科院在世界知名高水平期刊Food & Function 上发表鸡源性生物活性肽对肝脏保护的研究成果:

《Cyclo(-Phe-Phe) alleviates chick embryo liver injury via activating the Nrf2 pathway》

(环二苯肽通过激活Nrf2通路改善鸡胚肝损伤)

这是该成分潜在护肝功效的首次发现,将推动其在保健食品和健康食品中的开发应用。同时,完美已将该项研究成果形成专利 (专利号:CN202210076927.8)。

我国是肉鸡养殖及产业加工大国,肉鸡的食用历史悠久、营养价值高,是最常见的食物之一。近年来,随着生物技术的迅猛发展,其在食品加工领域的应用越发广泛,大量具有生理功能的食品被发现,其中天然存在的、具有生理和代谢调节作用的生物活性多肽备受瞩目。

完美生科院在开发鸡源性活性肽中注意到,小分子活性肽Cyclo(-Phe-Phe)具有显著的生物活性 ,因此本研究主要利用鸡胚构建氧化应激模型,探究鸡源性生物活性肽Cyclo(-Phe-Phe)对肝脏的保护作用,阐明其护肝机理。

本次研究成果是完美公司和完美生科院自主研发、科技创新的又一重大突破。

高水平期刊发表

英国食品科学类期刊Food & Function 由英国皇家化学学会(Royal Society of Chemistry)出版,研究领域分别为Biochemistry & Molecular Biology和Food Science & Technology,着重报道食品及与健康相关的食品功能, 最新影响因子为6.317

此外,它也是食品行业的权威期刊之一,许多食品领域的重大研究成果均发表在此,同时食品领域的专家也不断在此期刊上发表高质量论文。

文章导读

肝脏是人体重要的代谢器官,药物、酒精或其他化学物质都需要经过它来代谢,因此肝脏极其容易受到这些物质或其代谢物干扰,导致肝功能异常甚至是肝损伤。

现代人的生活节奏快速,作息不规律、情绪大幅波动、酗酒等都可能诱发大量活性氧自由基(Reactive oxygen species, ROS)产生,导致肝脏氧化应激,影响肝功能。 以往的研究主要关注天然植物来源的化合物清除ROS的能力及其护肝效果,而生物活性肽,尤其是食源性生物活性肽在护肝方面的研究基本空白。

健康的肝脏具备多项功能

Cyclo(-Phe-Phe)来源于鸡精,也广泛存在于其他食品或饮料中,如可可粉、橄榄油等。 上世纪有研究者发现Cyclo(-Phe-Phe)可以抗寄生虫活性;2012年日本学者发现Cyclo(-Phe-Phe)是5-羟色胺转运体和乙酰胆碱酶的双重抑制剂,具有改善抑郁样行为的作用。然而,国内对该生物活性肽的研究少之又少,仅在去年浙江工业大学从鸡肉提取物中发现,该小分子活性肽具有抑制神经炎症的功效。

生科院研究发现,Cyclo(-Phe-Phe)在体内外均具有强大的抗氧化能力,且其抗氧化效果是通过激活抗氧化通路中的Nrf2通路实现的,这也是它能改善肝脏氧化损伤的重要机制。

实验研究内容

鸡源性肽Cyclo(-Phe-Phe)改善氧化应激诱导的 鸡胚死亡和鸡胚肝脏发育不良

生科院将受精两天的鸡胚暴露在自由基生成剂2,2-偶氮二(2-甲基丙基咪)二盐酸盐(AAPH)构建氧化应激模型,同时加入Cyclo(-Phe-Phe)观察其对肝脏的保护作用。

研究结果发现,Cyclo(-Phe-Phe)能有效减少AAPH导致的鸡胚死亡,同时能明显改善鸡胚肝脏发育不良的情况。

鸡源性肽Cyclo(-Phe-Phe)改善肝脏纤维化、减少肝脏细胞凋亡

接下来,生科院利用苏木素-伊红染色(H&E)发现,Cyclo(-Phe-Phe)能有效缓解AAPH导致的肝脏出血及肝细胞排列紊乱 ;进一步地,还通过天狼星红染色和马松三色染色观察到,Cyclo(-Phe-Phe)具有逆转肝脏纤维化及抑制肝细胞凋亡的能力 以上研究结果均表明,Cyclo(-Phe-Phe)具有护肝效果。

鸡源性肽Cyclo(-Phe-Phe)具有强大的抗氧化能力

Cyclo(-Phe-Phe)能改善肝损伤的情况,但是其护肝机理尚不清楚。对此,生科院的研究人员提出以下假设:Cyclo(-Phe-Phe)是否是通过清除肝脏的氧化自由基,改善肝脏的氧化应激状态,进而减轻肝损伤呢?

接下来,我们对以上假设进行深入研究:

首先,通过抗氧化能力指数实验(Oxygen radical absorbance capacity, ORAC)检测发现,Cyclo(-Phe-Phe)的抗氧化指数显著增加,具有较强的抗氧化能力。 此外,我们还进一步研究了加入Cyclo(-Phe-Phe)后肝脏中相关抗氧化酶的活性及氧化产物水平。

研究结果揭示,Cyclo(-Phe-Phe)能显著增加抗氧化酶谷胱甘肽过氧化物酶(Gpx)和超氧化物歧化酶(SOD)的活性,增加抗氧化小分子肽谷胱甘肽(GSH)的含量,同时降低氧化产物丙二醛(MDA)的水平, 具有强大的抗氧化能力。

同时,Cyclo(-Phe-Phe)的抗氧化能力在人肝癌细胞(HepG2)中也得到了验证。有趣的是,Cyclo(-Phe-Phe)还能有效逆转AAPH诱导的线粒体膜电位下降,抑制线粒体膜去极化。

鸡源性肽Cyclo(-Phe-Phe)通过激活Nrf2通路发挥抗氧化功能

在深入探究Cyclo(-Phe-Phe)抗氧化的分子机制时,生科院发现,Cyclo(-Phe-Phe)能激活抗氧化通路中的Nrf2通路,具体表现为增加抗氧化基因及蛋白(HO-1,NQO1)的表达水平。

进一步地,我们通过细胞热转移实验(Cellular thermal shift assay, CETSA)、免疫荧光和免疫共沉淀等多种实验技术手段揭示,Cyclo(-Phe-Phe)激活Nrf2通路主要是通过靶向结合Keap1蛋白,改变Keap1的空间结构,进而释放Nrf2蛋白。

从研究结果中可以看到,Cyclo(-Phe-Phe)显著促进了Nrf2蛋白的转位入核,减少了Nrf2蛋白的泛素化降解。

总结与展望

本次研究中,完美生科院首次发现一种食源性活性肽Cyclo(-Phe-Phe)具有保肝护肝功效,其护肝机理为激活Nrf2通路、清除氧化自由基、改善肝脏氧化应激状态。

该发现将促进Cyclo(-Phe-Phe)作为一种潜在的护肝成分进行开发,并推动其在保健食品和健康食品原料中的应用。

与此同时,完美已将该项研究成果形成专利 《一种鸡源性小分子肽在制备预防和改善肝损伤及其继发症状产品中的应用及该产品》(专利号:CN202210076927.8),并进行公示。

责编:樊汝琴

来源:完美生科院

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