食虫界新星:黄粉虫豆腐助力对抗肌肉萎缩

【字体: 时间:2025年05月09日 来源:Food Hydrocolloids for Health 4.6

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  为探究膳食策略对肌肉萎缩的影响,研究人员开展黄粉虫(Tenebrio molitor 幼虫)豆腐抑制地塞米松(DEX)诱导肌肉萎缩的研究。结果显示,黄粉虫豆腐可有效缓解肌肉萎缩。这为预防肌肉萎缩、开发新型膳食提供了理论依据。

  在生命的长河中,肌肉健康至关重要,它不仅关乎我们日常活动的能力,还与整体生活质量紧密相连。然而,肌肉萎缩这一 “健康杀手” 却悄然威胁着众多人的生活。像慢性肾脏疾病(CKD)、癌症、糖尿病以及衰老等因素,都可能引发肌肉萎缩,导致肌肉蛋白流失、质量减轻和力量下降。更为棘手的是,目前临床上尚无有效的治疗策略,也没有获得美国食品药品监督管理局(FDA)批准的药物来逆转这一状况。
在这样的困境下,饮食干预成为了预防和改善肌肉萎缩的重要研究方向。大豆作为常见的植物蛋白来源,虽有一定益处,但也存在诸如硫氨基酸含量低等不足。而近年来,黄粉虫(Tenebrio molitor 幼虫)作为一种营养丰富的可食用昆虫,逐渐进入人们的视野。它不仅富含对肌肉合成有益的支链氨基酸(BCAAs),还具有抗氧化、抗炎和抗肥胖等多种健康促进特性。那么,将黄粉虫融入传统的豆腐中,能否成为对抗肌肉萎缩的 “秘密武器” 呢?

韩国加图立大学李吉亚癌症与糖尿病研究所(Lee Gil Ya Cancer and Diabetes Institute, Gachon University)的研究人员带着这样的疑问,开展了一项极具意义的研究。他们致力于探究黄粉虫豆腐对 DEX 诱导的肌肉萎缩的抑制作用,并将研究成果发表在了《Food Hydrocolloids for Health》上。

研究人员为开展此项研究,运用了多种关键技术方法。在细胞实验方面,采用 C2C12 肌肉细胞进行体外培养,通过 MTT 法检测细胞活力,利用组织学染色(如苏木精 - 伊红染色,H&E 染色)观察细胞形态并测量肌管直径。在动物实验中,选用 8 周龄雄性 C57BL/6 N 小鼠构建 DEX 诱导的肌肉萎缩模型,进行体重、握力测试,对肌肉组织进行 H&E 染色并测量横截面积(CSA),通过生化分析检测血清中肌酸磷酸激酶(CPK)和肌红蛋白水平,运用实时荧光定量聚合酶链反应(RT - qPCR)检测基因表达,采用蛋白质免疫印迹(western blot)分析蛋白质表达水平 。

研究结果如下:

  1. 细胞活力和 C2C12 肌管形态:MTT 实验表明,0 - 2000 μg/mL 的豆腐乙醇提取物对 C2C12 肌管无细胞毒性。在 DEX 诱导的肌肉萎缩条件下,显微镜分析显示,DEX + SM 和 DEX + SMPH 处理组的肌管直径显著大于 DEX 对照组(DEX CON),这意味着黄粉虫豆腐提取物对肌肉有一定的保护作用。
  2. C2C12 肌管 mRNA 和蛋白质表达水平:在 mRNA 水平,大豆(S)和黄粉虫(SM、SMPI、SMPH)豆腐提取物组中与肌肉降解相关的肌生长抑制素(myostatin)mRNA 表达显著低于 DEX CON 组,但肌肉合成相关基因的 mRNA 表达在各处理组间无显著差异。在蛋白质水平,DEX + SM 和 DEX + SMPH 组中肌肉降解相关蛋白(如 myostatin、MuRF1)的表达显著低于 DEX CON 组,而肌肉合成相关蛋白(如磷酸化 mTOR、磷酸化 S6K)的表达在各样本间无显著差异。
  3. 动物实验中的体重、小腿肌肉重量和握力测试:DEX 处理导致小鼠体重显著下降,而喂食 SM 和 SMPH 豆腐的小鼠体重下降幅度明显小于 DEX CON 组。在小腿肌肉重量方面,与 NOR 组相比,所有 DEX 处理组的归一化比目鱼肌重量均显著降低,但 DEX + SM 和 DEX + SMPH 组的比目鱼肌重量相对 DEX CON 组有显著增加。握力测试中,DEX + SM 和 DEX + SMPH 组的握力显著高于 DEX CON 组,其中 DEX + SMPH 组的握力与 NOR 组无显著差异,表明黄粉虫豆腐有助于维持肌肉力量。
  4. CSA 和肌肉萎缩生物标志物水平:DEX CON 组的肌纤维 CSA 显著低于 NOR 组,而除 DEX + SMPI 组外,其他 DEX 处理且喂食豆腐的组(DEX + S、DEX + SM、DEX + SMPH)的 CSA 均显著高于 DEX CON 组。在肌肉损伤生物标志物方面,DEX 处理组的 CPK 和肌红蛋白水平高于 NOR 组,而 DEX + SM 和 DEX + SMPH 组的这些指标水平显著低于 DEX CON 组,说明黄粉虫豆腐能减轻肌肉损伤。
  5. 与蛋白质降解和合成途径相关的相对 mRNA 表达水平:在肌肉降解机制方面,DEX + SM 和 DEX + SMPH 组中 myostatin 的表达与 NOR 组无显著差异,SMPH 显著抑制 MuRF1 mRNA 表达,所有豆腐组的 atrogin - 1 mRNA 表达均低于 DEX CON 组。在肌肉合成方面,除 MyHC2B 外,NOR 组和 DEX CON 组的 MyHC 同工型 mRNA 表达无显著差异,但所有豆腐组的 MyHC2X mRNA 表达均高于 DEX CON 组 。
  6. 与蛋白质降解和合成途径相关的相对蛋白质表达水平:DEX + SM 和 DEX + SMPH 组中肌肉降解相关蛋白(myostatin、MuRF1、atrogin - 1、磷酸化 Smad2/3)的水平显著低于 DEX CON 组,而 S 和 SMPI 组则未显示出这些蛋白表达的降低。同时,肌肉合成相关蛋白(如磷酸化 mTOR、磷酸化 S6K)的水平不受豆腐摄入的显著影响。

研究结论和讨论部分表明,本研究证实了黄粉虫豆腐,尤其是完整黄粉虫(SM)和蛋白质水解物(SMPH)形式的豆腐,能有效缓解 DEX 诱导的肌肉萎缩,其作用主要通过抑制肌肉降解途径实现。这一发现为预防肌肉萎缩提供了新的膳食策略,黄粉虫有望成为替代大豆的优质蛋白来源。然而,该研究也存在一定局限性,如研究集中于特定食品产品、实验模型和结果指标,其更广泛的适用性有待进一步研究。未来需要深入探究作用机制,优化黄粉虫强化食品配方,研究剂量依赖性和延长干预时间的效果,评估蛋白质组成和消化率等,以更好地应用于肌肉萎缩相关疾病的防治。

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