葡萄籽提取物与乳清联合乳酸菌发酵的后生元通过调控炎症、肌生成和骨代谢基因缓解肌肉萎缩

为解决高脂饮食和肢体固定导致的肌肉萎缩问题，研究人员开展了一项关于葡萄籽提取物(GSE)与乳清经乳酸菌(LAB)发酵的后生元(WDG)对肌肉保护作用的研究。结果表明WDG能显著改善肌肉质量、握力及肌生成基因(MyoD、IGF-1)表达，并通过RNA测序发现其调控炎症、血管生成等多条通路。该研究为开发天然抗肌萎缩功能产品提供了新思路。

　　

随着全球老龄化加剧，肌肉萎缩（sarcopenia）已成为威胁老年人健康的重大隐患。这种以骨骼肌质量、力量和功能进行性下降为特征的疾病，与蛋白质代谢失衡、慢性炎症和线粒体功能障碍密切相关。当前临床缺乏安全有效的治疗药物，而高脂饮食（HF）和肢体固定（HI）等现代生活方式更会加速肌肉流失。面对这一挑战，天然功能性产品的开发显得尤为重要。

韩国汉阳大学（Hanyang University）食品与营养系的研究团队在《Journal of Dairy Science》发表了一项创新研究。他们利用从开菲尔乳中分离的乳酸菌Lentilactobacillus kefiri DH5（DH5），将富含支链氨基酸（BCAA）的乳清与酿酒葡萄籽粉（GSF）提取物进行生物转化，制备出一种新型后生元产品WDG。这种后生元不仅保留了益生菌的活性成分，还通过发酵过程提升了多酚类物质的生物利用度。

研究人员采用高脂饮食喂养的C57BL/6J小鼠模型，通过2周左后肢固定诱导肌肉萎缩后，将动物分为6组进行5周干预。实验组分别给予不同组合的GSF、乳清、DH5发酵产物等，通过测量握力、肌肉重量、基因表达等指标，并结合RNA测序（RNA-seq）技术全面解析作用机制。

主要技术方法

研究采用Hindlimb immobilization（HI）建立肌肉萎缩模型，通过实时荧光定量PCR（RT-PCR）检测肌肉萎缩标志物atrogin-1和肌生成基因MyoD、IGF-1的表达；利用Illumina NovaSeq平台进行转录组测序，通过Ingenuity Pathway Analysis（IPA）系统进行通路富集分析；采用AU680生化分析仪检测血浆AST、ALT等代谢指标。

研究结果

体重与代谢参数

WDG组体重增长较对照组降低42%，食物效率比（FER）显著降低49%。虽然总能量摄入无显著差异，但WDG组表现出明显的白色脂肪组织减少趋势（20%）。血浆AST和ALT水平在所有干预组均显著下降，提示肝功能改善。

肌肉功能与形态

WDG组表现出最显著的肌肉恢复效果：胫骨前肌（TA）、趾长伸肌（EDL）和比目鱼肌（SOL）重量分别增加37%、46%和31%，握力（holding impulse）提升180%。RT-PCR显示WDG显著下调atrogin-1表达（38%），上调MyoD（100%）和IGF-1（469%）基因表达。

分子机制解析

RNA-seq分析发现WDG显著调控46个基因（45个上调）。关键发现包括：

• 抗炎基因（Abcd2、Clec10a等）上调，促炎吞噬基因Tafa4下调

• 血管生成相关基因Adam12、Fndc1表达提升4倍以上

• 骨代谢标志物Ccn3、Ccn4和Comp表达显著增加

• 棕色脂肪分化基因Fndc5（irisin前体）上调3.1倍

通路分析显示，WDG主要影响组织形态、免疫细胞运输和IL-10信号通路。值得注意的是，肝纤维化/HSC激活、病原体诱导的细胞因子风暴等通路也被显著调控。

讨论与意义

该研究首次揭示了葡萄籽多酚与乳清蛋白经乳酸菌发酵产生的协同效应。生物转化过程使高分子量多酚降解为更易吸收的形式，同时乳清蛋白被水解为活性肽段，共同促进肌肉蛋白质合成并抑制分解代谢。WDG通过三重机制发挥作用：1）直接激活IGF-1/Akt/mTOR肌生成通路；2）调控M2型巨噬细胞极化减轻慢性炎症；3）通过上调Adam12增强IGFBP3的生物利用度。

特别值得关注的是，研究发现WDG能同时调节骨代谢基因和肌生成因子，印证了"骨肌轴"理论。而Fndc5基因的上调提示其可能通过"肌肉-脂肪对话"促进白色脂肪棕色化，这为治疗代谢综合征合并肌少症提供了新思路。

这项研究为开发安全有效的抗肌萎缩功能性食品提供了重要依据。相比传统益生菌，后生元WDG具有稳定性高、标准化程度好等优势，更适合工业化生产和临床应用。未来研究可进一步优化发酵工艺，并在老年临床人群中进行验证。论文成果发表于乳品科学领域顶级期刊《Journal of Dairy Science》，为功能性乳制品开发开辟了新方向。