双酶序贯水解制备的牛乳铁蛋白肽通过协同增强肠道屏障完整性与菌群稳态缓解结肠炎

本研究创新性地采用胰蛋白酶-木瓜蛋白酶序贯水解技术制备低分子量牛乳铁蛋白水解肽（bLFH-L），通过体外抗氧化实验和DSS诱导的小鼠结肠炎模型，证实其能显著抑制NF-κB炎症通路、增强肠道屏障功能（ZO-1/Occludin表达上调）并调节肠道菌群（增加乳杆菌属/拟杆菌属，降低志贺菌属），为IBD防治提供了多靶点功能性食品原料。

　　

Highlight

这项研究通过特定的双酶序贯水解工艺开发了低分子量牛乳铁蛋白水解肽（bLFH-L），旨在创造一种对抗结肠炎的功能性成分。bLFH-L展现出显著的体外抗氧化能力，并能抑制NF-κB介导的炎症反应。在小鼠葡聚糖硫酸钠（DSS）诱导的结肠炎模型中，口服bLFH-L（300 mg/kg/天）显著减轻疾病严重程度，降低肠道炎症，增强宿主抗氧化防御能力，更重要的是恢复了肠道屏障完整性。此外，16S rRNA测序显示bLFH-L有益地调节了肠道菌群，减少了大肠杆菌-志贺菌属（Escherichia-Shigella），同时富集了乳杆菌属（Lactobacillus）和拟杆菌属（Bacteroides），并使阿克曼菌属（Akkermansia）水平正常化。值得注意的是，特定的微生物变化与改善宿主屏障功能、抗炎反应和抗氧化防御相关基因表达相关，表明存在有益的微生物-宿主相互作用。这些发现证实，通过这种定制酶解方法生成的bLFH-L作为一种多靶点成分，通过协同的抗氧化、抗炎、屏障强化机制和有利的菌群调节发挥抗结肠炎保护作用，凸显其作为预防和管理肠道炎症的功能性食品成分的潜力。

Physicochemical foundation of bLFH-L’s bioactivity

为了建立其生物活性的结构基础，我们对bLFH-L肽段进行了全面表征。尺寸排阻色谱（SEC）显示bLFH-L具有明显的低分子量特征，其中69.5%的成分小于1 kDa，仅有0.9%超过5 kDa。这一结果证实成功分离出了具有物理优势尺寸的功能性肽段组分。成分分析进一步阐明了其化学特征：氨基酸组成显示疏水性氨基酸（32.7%）和碱性氨基酸（17.4%）显著富集，这种独特的组成模式与其体外抗氧化和抗炎活性高度相关。傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析证实了典型蛋白质二级结构的保留，同时暴露出更多活性基团，为增强生物活性提供了结构解释。

Conclusion

本研究表明，采用胰蛋白酶和木瓜蛋白酶的序贯双酶水解显著增强了牛乳铁蛋白（bLF）对实验性结肠炎的保护作用。由此产生的低分子量水解肽组分bLFH-L通过多种相互关联的机制有效预防IBD相关病理。它表现出强大的抗氧化能力，抑制NF-κB驱动的炎症，并通过上调紧密连接蛋白（ZO-1和occludin）的表达关键性地恢复肠道屏障功能。值得注意的是，bLFH-L重塑了肠道菌群生态，减少致病性大肠杆菌-志贺菌属，同时促进具有屏障保护作用的阿克曼菌属和短链脂肪酸（SCFA）产生菌的增殖。这些微生物变化与宿主基因表达改善显著相关，揭示了微生物群-宿主互作的新机制。我们的研究为开发基于乳铁蛋白肽的多靶点营养干预策略提供了理论依据，对炎症性肠病（IBD）的预防和管理具有重要意义。