膳食蛋白调控衰老的多维机制：基于线虫模型和巨噬细胞的代谢组学与基因表达研究

为探究不同膳食蛋白对衰老和免疫的调控机制，中国农业科学院食品科学技术研究所团队通过Caenorhabditis elegans模型和RAW 264.7巨噬细胞实验，结合非靶向代谢组学和qPCR技术，发现乳清蛋白和胶原蛋白可显著延长线虫寿命、增强运动能力，并调控抗氧化酶（SOD/CAT/GSH-Px）和炎症因子（IL-1β/IL-6/TNF-α）。该研究揭示了色氨酸代谢上调和甘油磷脂代谢下调的关键作用，为抗衰老营养策略提供了新靶点。

　　

随着全球老龄化加剧，探索延缓衰老的膳食干预策略成为生命科学领域的热点。衰老是一个受遗传、环境和营养共同调控的复杂过程，其中膳食蛋白质的组成和功能日益受到关注。然而，不同来源的蛋白质如何通过特定代谢通路影响衰老进程，其分子机制尚未完全阐明。中国农业科学院食品科学技术研究所的研究团队在《Journal of Future Foods》发表的最新研究中，创新性地结合线虫模型和巨噬细胞实验，系统揭示了乳清蛋白和胶原蛋白通过调控代谢重编程延缓衰老的多维机制。

研究采用非靶向代谢组学、qPCR基因表达分析和免疫因子检测等关键技术。以Caenorhabditis elegans为模型评估寿命和运动能力，通过RAW 264.7巨噬细胞分析炎症反应，结合KEGG通路分析揭示关键代谢变化。

3.1 膳食蛋白对线虫寿命和抗氧化系统的影响

研究发现62.5 μg/L的乳清蛋白和胶原蛋白可使线虫寿命分别延长13.33%和9.8%，同时显著提升运动距离（55.61%和51.23%）和速度（69.23%和65.04%）。机制上，乳清蛋白使超氧化物歧化酶(SOD)活性提升181.64 U/mg prot，胶原蛋白则增强过氧化氢酶(CAT)活性11.92 U/mg prot，两者均降低丙二醛(MDA)水平，表明其通过BCAAs（支链氨基酸）和甘氨酸/脯氨酸调控氧化应激。

3.2 蛋白对巨噬细胞免疫的调控作用

在LPS诱导的炎症模型中，胶原蛋白和乳清蛋白使一氧化氮(NO)分泌降低58.8%和53.1%，同时抑制IL-6和TNF-α等促炎因子，提升抗炎因子IL-10水平。氨基酸分析显示，乳清蛋白富含25.85%的BCAAs，而胶原蛋白含26.59%甘氨酸和19.07%脯氨酸，这些特定氨基酸构成与其免疫调节功能密切相关。

3.5 代谢组学与基因调控网络

关键发现是色氨酸代谢通路上调与daf-2基因下调直接相关，激活daf-16/FOXO通路进而促进sod-3和skn-1表达。乳清蛋白显著增加5-甲氧基吲哚乙酸(5-Methoxyindoleacetate)等色氨酸代谢物，而胶原蛋白则通过磷脂酰-L-丝氨酸(Phosphatidyl-L-senne)增强膜稳定性。相反，核苷酸代谢通路的下调模拟了热量限制效应，可能与NAD⁺合成抑制有关。

这项研究首次系统阐明了膳食蛋白通过"代谢-基因"网络调控衰老的跨物种机制。乳清蛋白和胶原蛋白通过协同激活IIS通路（胰岛素/胰岛素样生长因子信号通路）和抗氧化防御系统，同时抑制炎症反应，为开发靶向抗衰老食品提供了理论依据。未来需在哺乳动物模型中验证这些发现，并探索不同蛋白组合的协同效应。该成果对制定精准营养干预策略、延缓年龄相关疾病具有重要指导价值。