氧化修饰肌原纤维蛋白消化产物对肠道健康的双重影响：基于Caco-2细胞ROS生成、炎症反应及肽转运机制的研究

针对鱼类贮藏过程中蛋白质氧化危害不明的问题，中国农业大学团队通过Caco-2细胞模型和肠上皮单层转运实验，首次证实氧化肌原纤维蛋白(MPs)消化产物会诱发ROS应激（超氧阴离子/O2•?和H2O2）、升高IL-6/IL-8/IL-1β等炎症因子，并降低SOD/CAT/GPx酶活性，同时阻碍生物活性肽的肠道渗透性。该研究为评估氧化蛋白膳食风险提供了直接证据。

　　

研究背景
鱼类作为全球15%动物蛋白的重要来源，其肌原纤维蛋白(Myofibrillar proteins, MPs)占比高达66-77%。然而冷冻贮藏过程中，蛋白质氧化会不可逆地形成二硫键、双酪氨酸等交联结构，并产生α-氨基己二酸半醛、3-硝基酪氨酸等有害产物。尽管已有研究提示氧化蛋白可能引发葡萄糖代谢紊乱和炎症，但关于其消化产物如何损伤肠道细胞、影响肽吸收的机制仍是空白。中国农业大学食品科学与营养工程学院团队在《Food Research International》发表的这项研究，首次系统揭示了氧化MPs消化产物通过ROS-炎症通路损害肠道屏障功能的分子机制。

关键技术
研究采用5个月冻藏鲢鱼解冻渗出液模拟实际氧化环境，结合羟基自由基生成系统(HRGS)体外氧化MPs，通过体外胃肠消化模型获得消化产物。运用Caco-2细胞评估细胞活力、ROS水平（DCFH-DA荧光法）、炎症因子mRNA表达（qPCR）及抗氧化酶活性；建立Caco-2肠上皮单层模型（TEER值>300 Ω·cm²），结合UPLC-MS/MS分析肽转运特征。

研究结果

细胞毒性
• 浓度效应：2 mg/mL氧化MPs消化物处理24小时即显著降低细胞活力（P<0.05），而非氧化组在相同浓度下仍促进增殖
• 时间效应：72小时暴露使HRGS氧化组细胞存活率降至对照组的53.2%

氧化应激机制
• 渗出液氧化组主要诱导超氧阴离子(O₂^•?)积累，较对照组增加2.1倍
• HRGS氧化组以H₂O₂为主导，伴随SOD活性下降38.7%（P<0.01）
• Western blot显示Nrf2/Keap1通路激活，但抗氧化酶CAT、GPx蛋白表达仍被抑制

炎症风暴
• IL-6 mRNA表达量在渗出液氧化组达峰值（较对照升高7.8倍）
• 分泌型IL-8蛋白水平与氧化程度呈正相关（R²=0.92）
• NF-κB信号通路关键蛋白p65磷酸化水平增加3.3倍

肽转运障碍
• 转运效率：氧化组肽类表观渗透系数(P_app)降低41.5%
• 质谱鉴定发现氧化组中分子量>1.5 kDa的肽段占比提高22.3%
• 潜在降压肽（如LKPNM）在氧化组转运量减少67.8%

结论与意义
该研究首次阐明冻藏鱼类氧化MPs经消化后产生的危害级联反应：通过诱发O₂^•?/H₂O₂失衡→激活NF-κB/Nrf2→导致炎症因子风暴→损伤肠上皮屏障功能→阻碍生物活性肽吸收。这不仅为水产品贮藏工艺优化提供了理论依据（如控制渗出液残留），更重要的是建立了"蛋白质氧化程度-消化产物毒性-肠道健康风险"的评估框架。研究团队发现的渗透性降低现象，可能解释长期食用氧化蛋白食品与代谢综合征的潜在关联，为膳食风险评估提供了新思路。