《Food Bioscience》:Osteoprotective effect of
Perinereis aibuhitensis ultrasound-assisted aqueous extract against retinoic acid-induced osteoporosis in mice
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摘要本研究调查了生 *Perinereis aibuhitensis* 粉 (SPM) 及其超声辅助水提取物 (PH) 在视黄酸诱导的骨质疏松小鼠模型中的骨保护效果及机制。营养成分分析显示,PH 富含可溶性肽、矿物质和胶原蛋白,而结构表征表明其具有更有序的α-螺旋构象。在动物
摘要
本研究调查了生 *Perinereis aibuhitensis* 粉 (SPM) 及其超声辅助水提取物 (PH) 在视黄酸诱导的骨质疏松小鼠模型中的骨保护效果及机制。营养成分分析显示,PH 富含可溶性肽、矿物质和胶原蛋白,而结构表征表明其具有更有序的α-螺旋构象。在动物实验中,低剂量 PH 组 (PH-L) 表现出最显著的骨保护效果,表现为骨密度和骨小梁微结构改善,血清碱性磷酸酶 (ALP) 水平和破骨细胞数量减少,以及回肠损伤修复。16S rRNA 测序表明,PH-L 显著恢复了 *Muribaculaceae* 的丰度,这与骨小梁数量呈正相关。粪便短链脂肪酸 (SCFAs) 分析显示,PH-L 降低了乙酸、丙酸和丁酸的水平,且这些减少与骨密度的改善呈负相关,表明肠道屏障修复后 SCFAs 吸收增强。高剂量 PH 组表现出较弱的效果,伴有 *Muribaculaceae* 丰度减少和异戊酸水平升高。在体外显示成骨活性的 P1 组分中,鉴定出一种代表性肽 LPLMHQDWLDGK;该肽富含酸性残基,推测具有潜在的钙螯合能力并促进体外成骨分化。综上所述,*Perinereis aibuhitensis* 的超声辅助水提取物可能通过成骨肽和钙螯合促进骨形成,同时协同调节肠道菌群和肠道屏障,从而发挥骨保护效果,这为 *P. aibuhitensis* 的高值化利用和抗骨质疏松产品的开发提供了依据。
引言
骨质疏松症是一种系统性代谢性骨病,其特征为骨量减少、微结构退化和骨折风险增加 (Aparisi Gómez & Bazzocchi, 2024; Paccou et al., 2021)。它主要影响绝经后妇女和老年男性,构成了日益增长的全球健康负担 (Pouresmaeili et al., 2018)。临床管理已从单一药物治疗转向综合营养支持策略 (Ma et al., 2023)。膳食蛋白质及其衍生的生物活性肽通过促进成骨细胞分化、抑制破骨细胞活性和增强肠道钙吸收发挥骨保护效果 (Bu et al., 2021; Biver et al., 2022)。近年来,源自水产资源的膳食蛋白质和生物活性肽也被证明具有骨保护效果。例如,贻贝衍生肽 PIISVYWK 和 FSVVPSPK 通过 Wnt/β-catenin 通路促进人骨髓间充质干细胞的成骨分化 (Oh et al., 2020);大西洋鳕鱼肽抑制 RANKL 诱导的破骨细胞生成并改善卵巢切除小鼠的骨质疏松症 (Yang et al., 2022);鱼胶原蛋白肽增加骨密度并调节成骨/破骨标志物 (Alvi et al., 2025)。这些研究表明,水产衍生蛋白质是开发抗骨质疏松功能食品的潜在来源。
Perinereis aibuhitensis(俗称沙蚕或海蚯蚓)是一种海洋多毛类生物,粗蛋白含量高达 60%,氨基酸组成良好 (Wang et al., 2019)。然而,目前 *P. aibuhitensis* 的利用价值相对较低,主要作为水产养殖饲料或用于环境生物修复(例如处理有机废物)(Khan et al., 2025)。将这种未被充分利用的海洋生物质转化为功能食品配料符合循环经济和蓝色生物经济策略,同时也实现了海洋生物资源的高值化利用 (Xie et al., 2025)。鉴于其高蛋白含量和长期的传统食用历史,并考虑到海洋衍生生物活性肽已被充分记录具有骨保护、抗炎和肠道调节特性 (Wang et al., 2025),*P. aibuhitensis* 作为一种富含蛋白质的海洋生物,代表了开发抗骨质疏松功能食品配料的有前景的候选者。
基于上述背景,本研究制备了 *P. aibuhitensis* 的生粉 (SPM) 和超声辅助水提取物 (PH),并评估了它们在视黄酸诱导的骨质疏松小鼠模型中的改善效果及潜在机制(涉及肠道菌群和短链脂肪酸代谢),为开发这种海洋资源成为功能食品或骨质疏松症的辅助治疗提供了实验依据。
章节片段
Perinereis aibuhitensis 样品的制备
PH:新鲜 Perinereis aibuhitensis 与蒸馏水按 1:10 (w/v) 的固液比匀浆。然后将匀浆液在 50 °C 和 250 W 条件下超声处理 2 h,接着冰浴冷却 30 min。混合物在 4 °C 下 10,000 × g 离心 20 min。收集上清液,旋转蒸发浓缩,冷冻干燥获得冻干粉 (Teng et al., 2025)。
SPM:新鲜 Perinereis aibuhitensis 的匀浆液被
不同制剂的营养成分
营养分析(表 1)显示,SPM 和 PH 均富含蛋白质且无显著差异 (p > 0.05)。然而,SPM 的脂肪含量显著更高 (p < 0.05),而 PH 含有显著更高的总糖、多肽和灰分 (p < 0.05)。PH 中脂肪含量低是由于水提去除了脂质。PH 中总糖含量较高可能是由于超声辅助提取释放了可溶性糖 (Echave et al., 2021; Zhang et al., 2022),但机制
讨论
Perinereis aibuhitensis 表现出骨保护效果;然而,不同制剂的疗效各不相同,其中 PH 表现出显著优于 SPM 的效果。具体而言,PH-L 改善了骨密度和骨小梁微结构,降低了血清 ALP 水平和 TRAP 阳性破骨细胞数量,多个参数接近阳性对照组 (PC 组)。这些发现表明,制备工艺影响生物活性,且超声辅助
CRediT 作者贡献声明
朱国平: 写作 – 审阅与编辑,项目管理,资金获取,概念化。莫碧亮: 写作 – 审阅与编辑,写作 – 初稿,方法论,调查,概念化。陈忠钦: 验证,资源。曹文宏: 验证,资源。郑慧娜: 可视化,数据整理。谭明堂: 验证,形式分析。廖建梦: 方法论,调查。宋心霞: 资源,调查。卢宏宇: 调查,资金
未引用参考文献
Xie, 2026; Zhang et al., 2022; Yi et al., 2020; Sugahara et al., 2021; Ma et al., 2023; Yang et al., 2022; Wang et al., 2024; Chen et al., 2014.
利益冲突声明
作者声明,他们没有已知的竞争财务利益或个人关系,这些可能似乎影响了本论文中报告的工作。
莫碧亮 |宋心霞 |廖建梦 |夏晓雨 |卢宏宇 |曹文宏 |陈忠钦 |谭明堂 |郑慧娜 |高佳龙 |林海升 |郑志红 |朱国平
中国广东省湛江市麻章区海大一路 1 号,广东海洋大学,524088