食物源肽对D-半乳糖诱导的小鼠肌肉衰老及循环肽组的比较效应

《Food Bioscience》：Comparative effects of food-derived peptides on D-galactose-induced muscle aging and the circulating peptidome in mice

　　

• 食物来源的肽制剂减轻了 D-半乳糖诱导的肌肉老化表型。
• 肽制剂显示出不同的肌肉和生化反应谱。
• 肽干预改善了选定的氧化和炎症标志物。
• 肽组学鉴定出与制剂相关的候选肽特征。
• YPP 在测量的结果中显示出相对广泛的效果。

**引言**
肌少症是一种与年龄相关的综合征，主要表现为肌肉质量、力量和身体功能的持续下降。它也是老年人跌倒、残疾、骨折和死亡的主要风险因素 (Sayer et al., 2024)。随着全球人口老龄化，肌少症已成为健康老龄化的主要公共卫生问题。近年来，许多研究表明，肌少症影响身体功能，并且与代谢紊乱、慢性炎症、心血管疾病和神经退行性疾病密切相关 (Ye et al., 2025)。它涉及几种病理过程，包括蛋白质代谢失衡、线粒体功能障碍、氧化应激、慢性低度炎症和异常脂肪积累 (Bellanti et al., 2021; Tezze et al., 2023)。目前，运动训练和营养干预仍然是肌少症的一线治疗方法，补充优质蛋白已被广泛认为是维持肌肉合成的重要营养策略 (Li et al., 2024)。不幸的是，对于老年人来说，完整蛋白质的消化和吸收通常受损，氨基酸的利用效率降低，这可能会限制传统蛋白质补充的有效性 (Tezze et al., 2023)。
因此，食物来源的肽制剂作为候选营养成分引起了关注，因为酶解可以释放具有潜在抗氧化、抗炎、免疫调节和代谢活性的多种序列 (Wang et al., 2026)。但是，它们的胃肠道稳定性、吸收和体内暴露因肽序列和制剂特性而异。先前的研究表明，来自不同食物来源的生物活性肽可以促进肌肉蛋白质合成，改善体能表现 (Liao et al., 2024; Wang et al., 2026; Zdzieblik et al., 2021)，并通过调节经典信号通路如磷脂酰肌醇 3-激酶 (PI3K)/蛋白激酶 B (Akt)/雷帕霉素靶蛋白 (mTOR) 来减轻肌肉萎缩 (Oh et al., 2023)。然而，对不同食物来源的肽制剂及其相关分子反应模式的系统比较仍然有限。
肌少症越来越多地被认可为涉及全身代谢和炎症紊乱的状况，而非骨骼肌的孤立性疾病。慢性低度炎症和氧化应激可以慢性激活核因子 kappa B (NF-κB) 和叉头框 O (FoxO) 等信号通路 (Gellhaus et al., 2023; Liang et al., 2022)。这增加了肌肉特异性泛素连接酶肌肉萎缩 F-box 蛋白 (Atrogin-1) 和肌肉 RING-finger 蛋白 -1 (MuRF-1) 的表达，从而促进肌肉蛋白水解 (Gellhaus et al., 2023)。同时，肌源性相关因子肌源性分化 1 (MyoD)、肌生成素 (MyoG) 和胰岛素样生长因子 1 (IGF-1) 的表达受到抑制，导致肌肉再生受损 (Gellhaus et al., 2023; Jiang et al., 2023)。此外，骨骼肌和脂肪组织通过广泛的代谢串扰紧密相连。过多的白色脂肪组织 (WAT) 积累、棕色脂肪组织 (BAT) 活性降低以及脂肪因子分泌失调可以进一步加剧炎症和胰岛素抵抗，从而促进肌少症的进展 (Jang & Choi, 2025; Tero-Vescan et al., 2025)。因此，同时改善氧化应激、炎症和异常脂质代谢可能是增强营养干预对肌少症益处的一种有效策略。
近年来，高通量组学技术的进步为了解肌少症背后的机制提供了新方法。在这些技术中，血清蛋白质组学已被广泛用于鉴定肌少症的潜在生物标志物 (Aparicio et al., 2024)。 However, 由于蛋白质的大量多样性和其广泛的动态范围，一些低丰度的功能蛋白片段很难准确检测 (Aparicio et al., 2024; Veronesi et al., 2024)。相比之下，肽组学表征通过蛋白水解加工和蛋白质周转产生的内源性肽片段，从而提供关于蛋白酶活性、组织重塑和潜在生物标志物特征的互补信息 (Hellinger et al., 2023)。因此，肽组学近年来已成为研究疾病机制日益重要的工具。先前的研究表明，许多疾病伴随着血清内源性肽谱的显著变化。一些循环内源性肽被提议作为候选疾病生物标志物，其中一部分可能具有与炎症、凝血、免疫或组织修复相关的生物活性 (Masaki et al., 2021; Yao et al., 2025)。然而，关于肌少症中血清内源性肽组的重塑，特别是在营养干预后的研究仍然非常有限。
与年龄相关的肌少症是逐渐发展的，产生于相互作用的神经肌肉、内分泌、代谢、炎症、营养和活动相关因素。在本研究中，使用慢性 D-半乳糖 (D-gal) 给药来诱导加速的肌肉老化样表型，而不是完全复制肌少症的临床综合征。该模型重现了与肌肉老化相关的选定特征，包括氧化应激增加、持续性低度炎症和肌肉相关功能表现受损，因此已被用于研究与年龄相关肌肉下降相关的机制 (M. Chen et al., 2025; He et al., 2023)。然而，它并不复制人类肌少症的自然时间过程或多因素病因。虽然先前的研究表明，几种天然衍生的肽制剂可以减轻 D-gal 诱导的肌肉损伤，但大多数研究侧重于骨骼肌中有限数量的经典信号标志物 (Guo et al., 2025; Wu et al., 2022; Zhang et al., 2026)。来自不同食物来源的肽制剂是否会产生不同的生物反应谱或是否与宿主肽组重塑的不同模式有关，目前了解尚不充分。
因此，本研究在 D-gal 诱导的肌肉老化样小鼠模型中比较了四种食物来源的肽制剂——乳清蛋白肽 (WPP)、食用大黄蛋白肽 (EDPP)、牡蛎肽 (OP) 和酵母蛋白肽 (YPP)。这些肽的选择主要基于其食物来源和先前潜在相关生物活性的证据。WPP 已在 D-gal 诱导的肌肉老化模型中进行过直接研究，据报道其效果与亮氨酸和支链氨基酸的可用性、IGF-1/Akt/mTOR 信号和炎症状态有关 (Wu et al., 2022)。虽然 OP 和 YPP 在年龄相关肌少症中的证据仍然有限，但先前的细胞和动物研究报告了其对骨骼肌能量代谢、线粒体功能、运动表现和氧化还原稳态的影响 (Cai et al., 2023; Lin et al., 2024; Miao et al., 2018)。EDPP 含有低分子量抗氧化肽，可以减轻细胞氧化损伤，因此被纳入比较，作为一种具有潜在抗氧化作用的新型植物衍生肽 (C. Liu et al., 2024)。这四种制剂代表乳、植物、海洋动物和微生物蛋白来源，能够在一致的实验条件下进行探索性的制剂水平比较。由于支持证据的类型和强度不同，这些制剂被视为假设驱动的对比候选物。这四种制剂的效果是使用体重、绝对肌肉湿重和肌肉指数、抓握力和转棒潜伏时间、肌肉和脂肪组织病理学、肌肉和血清氧化应激和炎症标志物以及肌肉稳态标志物来评估的。使用非靶向血清肽组学来表征循环肽谱的共有和制剂相关变化。随后使用前体蛋白富集和探索性肽 - 表型相关性分析来提名候选生物过程和循环肽特征以供进一步验证。这种设计旨在比较共同模型、相同质量剂量和结果框架下的制剂水平反应谱，并为后续机制和生物标志物验证生成假设。

**部分片段：动物**
本研究使用的动物为无特定病原体 (SPF) C57BL/6J 野生型小鼠，购自维通利华实验动物技术有限公司（动物使用许可证号：SYXK (Su) 2024-0035）。饲养环境维持在 12 小时光照 - 黑暗循环（08:00 至 20:00 开灯），光照强度为 200 勒克斯，温度为 (23 ± 1)°C，相对湿度为 50%-80%。所有实验程序均经机构动物护理和使用委员会批准

**肽补充对 D-gal 处理小鼠肌肉质量和肌肉相关功能表现的影响**
与 Con 组相比，D、D+WPP、D+EDPP、D+OP 和 D+YPP 组的小鼠在整个实验期间体重增加更慢，导致终点体重显著低于 Con 组 (p < 0.0001)。肌肉重量分析显示，与 Con 组相比，D 组的肱三头肌 (p < 0.05)、腓肠肌 (p < 0.01)、比目鱼肌 (p < 0.05) 和胫骨前肌 (p < 0.01) 的绝对湿重显著降低，

**讨论**
慢性 D-gal 给药产生了一种肌肉老化样表型，其特征为肌肉质量和肌纤维面积降低，肌肉相关功能表现受损，氧化和炎症紊乱，以及肌肉稳态标志物的改变。该加速老化模型重现了选定的肌少症相关特征，但不代表完整的临床综合征多因素。在测试剂量下，所有四种肽制剂都减轻了这种表型的几个组成部分。在测试剂量下，

**CRediT 作者贡献声明**
Bing Xia: 方法学。Tianyu Wu: 方法学。Jiongnan Wang: 写作 – 初稿，方法学。Wang Liao: 验证。Shaokang Wang: 验证。Guiju Sun: 写作 – 审阅与编辑，资金获取。Hui Xia: 验证。Zhiyuan Feng: 方法学。Shiyu Yin: 方法学

**未引用参考文献**
Chen et al., 2025; Chen et al., 2025; Liu et al., 2024.

**伦理声明**
本研究按照 ARRIVE (动物研究：体内实验报告) 指南进行。本研究经东南大学机构动物护理和使用委员会批准。(批准号：SEU-IACUC-20251106001)

**利益冲突**
作者声明无利益冲突。

**资金**
本研究得到中国国家重点研发计划 (项目编号：2023YFF1104402) 和东南大学博士生创新能力提升计划 (项目编号：CXJH_SEU 25214) 资助。

**竞争利益声明**
作者声明无利益冲突。

Jiongnan Wang|Tianyu Wu|Bing Xia|Shiyu Yin|Zhiyuan Feng|Shaokang Wang|Wang Liao|Hui Xia|Guiju Sun