综述:动物源血液肽在C2C12肌管和四氧嘧啶诱导的糖尿病小鼠中的降血糖作用及机制

《Journal of Functional Foods》:Hypoglycemic effects and mechanisms of animal-derived blood peptides in C2C12 myotubes and alloxan-induced diabetic mice

【字体: 时间:2026年01月09日 来源:Journal of Functional Foods 4

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  本研究系统阐述了动物源血液肽蛋白粉(BPPP)的降血糖功效与机制。体外实验证实BPPP通过激活IRS-1/PI3K/Akt/GSK-3β信号通路促进GLUT4膜转位,从而增强C2C12肌管葡萄糖摄取;动物实验表明BPPP能显著改善糖尿病小鼠空腹血糖、葡萄糖耐量及脂代谢紊乱,并增强肝脏抗氧化能力。研究首次从BPPP中鉴定出YPWTQ等三种高活性降血糖肽,为开发糖尿病功能性食品提供了新思路。

  
动物源血液肽的降血糖作用机制探秘
引言
糖尿病作为全球三大慢性代谢疾病之一,其并发症严重危害人类健康。当前临床常用降糖药虽有效,但存在胃肠道不适和低血糖等副作用。近年来,源自动植物和微生物的天然生物活性成分因其低毒性和多靶点作用特点受到广泛关注。其中,动物源生物活性肽因其高吸收率和生物利用度成为研究热点。本研究聚焦于动物屠宰副产品——血液,探讨其肽蛋白粉(BPPP)的降血糖潜力及作用机制。
BPPP增强C2C12肌管葡萄糖摄取
通过C2C12肌管模型发现,BPPP在100-400 μg/mL浓度范围内能剂量依赖性地促进葡萄糖摄取,且不影响细胞活力。机制研究表明,BPPP可激活胰岛素信号通路关键蛋白IRS-1、PI3K、Akt和GSK-3β的磷酸化,并促进葡萄糖转运蛋白GLUT4的表达和膜转位。这一发现提示BPPP可能通过模拟胰岛素作用机制改善外周组织的葡萄糖利用。
BPPP改善糖尿病小鼠代谢紊乱
在四氧嘧啶诱导的糖尿病小鼠模型中,连续4周灌胃BPPP(425-850 mg/kg)可显著降低空腹血糖,改善糖耐量异常,并缓解多饮、体重减轻等糖尿病典型症状。组织病理学分析显示,BPPP能有效减轻糖尿病引起的肝脏、肾脏和胰腺组织损伤,表明其对靶器官具有保护作用。
多维度作用机制解析
在分子层面,BPPP治疗组小鼠骨骼肌中p-IRS1/IRS1、p-PI3K/PI3K、p-Akt/Akt和p-GSK-3β/GSK-3β的蛋白表达水平显著上调,GLUT4的mRNA和蛋白表达也同步增加。在肝脏代谢方面,BPPP显著抑制糖异生关键酶PEPCK和G6Pase的基因表达,同时增加肝糖原和肌糖原储备。此外,BPPP还能纠正糖尿病引发的血脂异常(降低TC、TG、LDL-C,升高HDL-C),并通过提高超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性、降低丙二醛(MDA)水平来增强机体抗氧化能力。
活性肽段的鉴定与验证
通过Sephadex G-25凝胶过滤层析分离BPPP,获得BPPP-G1和BPPP-G2两个具有促葡萄糖摄取活性的组分。经LC-MS/MS肽段鉴定、PeptideRanker生物活性预测和ToxinPred毒性评估,最终筛选出7种无毒且具潜在生物活性的肽段。分子对接结果显示,肽段YPWTQ、VDPENFRLL和RYVDPENFRLL与胰岛素受体(IR)具有较高的结合亲和力(结合能分别为-8.9、-8.5和-8.1 kcal/mol),提示它们可能是BPPP发挥降血糖作用的关键活性成分。
结论与展望
本研究证实动物源血液肽蛋白粉能通过多途径改善血糖稳态,且对正常机体无降血糖作用,安全性较高。首次鉴定的三种降血糖肽为开发糖尿病靶向治疗药物或功能性食品提供了候选分子。未来研究需进一步明确这些肽段的体内药代动力学过程及其与肠道微生物的互作机制,以推动其临床转化应用。
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