《Foods》：Hypoglycemic Effect of Hemp Seed Cake Protein Hydrolysates in Streptozotocin-Induced Diabetic Mice
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植物源生物活性肽作为替代或补充疗法用于安全管理糖尿病等代谢性疾病的潜力正日益受到关注。本项体内研究分析了菠萝蛋白酶水解火麻籽饼蛋白所得酶解物对链脲佐菌素（STZ）诱导糖尿病小鼠的降血糖效应。结果表明，以200 mg/kg/天剂量给予小鼠该酶解物治疗4周，与未处
植物源生物活性肽作为替代或补充疗法用于安全管理糖尿病等代谢性疾病的潜力正日益受到关注。本项体内研究分析了菠萝蛋白酶水解火麻籽饼蛋白所得酶解物对链脲佐菌素（STZ）诱导糖尿病小鼠的降血糖效应。结果表明，以200 mg/kg/天剂量给予小鼠该酶解物治疗4周，与未处理的STZ组相比，可显著降低血糖水平（降低39%）、血清甘油三酯水平（降低16.44%）、总胆固醇（降低13.50%）和低密度脂蛋白LDL（降低23.60%）。所获数值与研究中使用参照药物阿卡波糖治疗的组别相当。该酶解物使血清丙氨酸氨基转移酶水平较未处理STZ组显著降低（降低39.38%），而超氧化物歧化酶水平的变化与阿卡波糖治疗组相当。本研究证明了所用酶解物改善高血糖状态的能力，并为未来将其作为功能性成分进行研究的可能性提供了契机。
研究背景与目的
糖尿病（Diabetes Mellitus, DM）是全球最普遍的代谢性疾病之一，以慢性高血糖为特征，由胰岛素分泌受损、胰岛素作用障碍或两者共同导致。全球约5.89亿成年人受其影响，预计到2050年将增至8.53亿。糖尿病不仅患病率持续上升，其所致的慢性高血糖还会引发心血管疾病、神经病变、视网膜病变和肾衰竭等严重并发症，成为患者发病率和死亡率的主要原因。尽管现有治疗方法可有效控制血糖，但许多患者面临副作用和长期疗效有限的问题，促使科研人员寻找替代或补充治疗策略。近年来，从植物蛋白水解中获得的多肽因其调节葡萄糖代谢和改善胰岛素敏感性的潜力而备受关注。火麻籽经榨油后产生的副产物——火麻籽饼富含蛋白质（干重30%-50%），是制备生物活性肽的宝贵资源。已有体外研究表明火麻蛋白水解物（Hemp Protein Hydrolysates, HPHs）具有抑制二肽基肽酶IV（DPP-IV）、α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶的活性，并能调节胰岛素信号通路和葡萄糖转运。然而，这些数据多来源于体外或计算机模拟分析，尚需体内研究验证其治疗潜力。因此，本研究旨在评估菠萝蛋白酶水解火麻籽饼蛋白所得酶解物在STZ诱导糖尿病小鼠中的降血糖效果，为其作为功能食品成分控制高血糖提供数据支持。
研究方法
研究人员采用以下关键技术方法开展研究：
- 1.
酶解物制备：将火麻籽饼样品悬浮于磷酸盐缓冲液中，加入菠萝蛋白酶（浓度为蛋白含量的1.3%），在39°C水浴中水解120分钟，经冷冻干燥获得酶解物。该酶解物的水解度为30.71±1.24%，总蛋白含量72.94±0.18%，在2.50%浓度下对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的体外抑制活性分别为60.72±1.68%和82.81±0.23%。
- 2.
动物实验设计：选用36只雄性C57Bl/6J小鼠（20-24 g，8-10周龄），随机分为6组（每组6只）：STZ组（未治疗糖尿病组）、健康对照组、STZ+阿卡波糖（100 mg/kg）组、STZ+酶解物（100 mg/kg）组、STZ+酶解物（200 mg/kg）组、STZ+酶解物（400 mg/kg）组。除健康对照组外，其余各组在第1-5天连续腹腔注射40 mg/kg STZ诱导糖尿病。第8天起，各治疗组接受相应剂量的酶解物或阿卡波糖口服给药，持续28天。实验期间定期监测血糖和体重。
- 3.
生化指标检测：采集血清，使用商业试剂盒检测胆固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白（HDL）、低密度脂蛋白/极低密度脂蛋白（LDL/VLDL）、丙氨酸氨基转移酶（ALT）活性和超氧化物歧化酶（SOD）活性。
- 4.
统计分析：所有数据以均值±标准误（SEM）表示，采用单因素方差分析（One-way ANOVA）结合Dunnett多重比较检验进行统计。
研究结果
3.1 亚急性毒性研究
在亚急性毒性研究中，所有实验动物存活率为100%。口服三种实验剂量（100、200、400 mg/kg）的火麻酶解物后，未观察到临床中毒症状或行为改变。与健康对照组和阿卡波糖治疗组相比，各酶解物治疗组的体重、脾脏相对重量和肝脏相对重量均无显著变化（p > 0.05）。
3.2 对体重及脾脏和肝脏相对重量的影响
健康对照组体重增加约5%，而STZ组体重急剧下降约19%（p < 0.001）。阿卡波糖治疗显示出稳定体重的趋势（p < 0.05 vs STZ组）。在三种酶解物剂量中，仅200 mg/kg剂量组表现出体重稳定作用，效果与阿卡波糖组相当。STZ组脾脏相对重量显著高于健康组（p < 0.0001），而200和400 mg/kg酶解物治疗组脾脏相对重量显著低于STZ组（p < 0.001和p < 0.01），与阿卡波糖组效果相当。STZ组肝脏相对重量显著升高（p < 0.0001 vs 健康组），200 mg/kg酶解物治疗组肝脏相对重量显著低于STZ组（p < 0.01），与阿卡波糖组数值相当。
3.3 对血糖水平的影响
STZ诱导后，所有STZ组小鼠血糖水平在第8天后均维持在≥14 mmol/L。未治疗STZ组血糖持续升高，至第36天达30.21±4.37 mmol/L。三种剂量（100、200、400 mg/kg）的酶解物均呈剂量依赖性显著降低血糖水平，第36天分别降至27.27±4.39、18.48±5.87和15.23±4.87 mmol/L。其中200和400 mg/kg剂量组的血糖水平约为STZ组的一半，与阿卡波糖组效果相当。
3.4 对超氧化物歧化酶（SOD）活性的影响
STZ组SOD活性在第8天和第36天分别为53.77±3.00%和64.17±1.86%，显著高于健康对照组（p < 0.05）。阿卡波糖组SOD活性（第36天为53.63±4.94%）显著低于STZ组，与健康组相当。200 mg/kg酶解物组的SOD活性接近健康组水平，与阿卡波糖组数值相当。
3.5 对丙氨酸氨基转移酶（ALT）活性的影响
第36天，未治疗STZ组ALT水平最高（662.59±65.35 pg/mL），显著高于健康对照组（p < 0.0001）。200 mg/kg酶解物治疗组ALT水平（401.61±44.35 pg/mL）与阿卡波糖组（421.38±63.71 pg/mL）相当，且显著低于STZ组（p < 0.0001），降低了39.38%。
3.6 对甘油三酯和胆固醇的影响
未治疗STZ组甘油三酯水平从第8天的4.7±0.83 mM升至第36天的9±0.94 mM（p < 0.0001 vs 健康组）。200 mg/kg酶解物治疗组甘油三酯水平（7.52±0.98 mM）较STZ组降低16.44%（p < 0.05），与阿卡波糖组效果相当。STZ组LDL/VLDL水平（0.89±0.05 μg/μL）几乎是健康组（0.48±0.03 μg/μL）的两倍（p < 0.0001）。200 mg/kg酶解物组LDL/VLDL水平（0.68±0.03 μg/μL）较STZ组显著降低23.60%（p < 0.0001）。STZ组总胆固醇水平（1.63±0.06 μg/μL）显著高于健康组（0.92±0.09 μg/μL）（p < 0.0001），200 mg/kg酶解物组总胆固醇（1.41±0.06 μg/μL）较STZ组降低13.50%（p < 0.05），与阿卡波糖组相当。各组间HDL水平无显著差异。
总结与结论
本研究表明，菠萝蛋白酶水解火麻籽饼蛋白所得的酶解物（剂量为200 mg/kg）对STZ诱导的糖尿病C57Bl/6J小鼠具有降血糖和降血脂作用。与未治疗STZ组相比，该酶解物治疗组血糖、血清甘油三酯、总胆固醇和LDL水平显著降低，效果与参照药物阿卡波糖相当。此外，酶解物治疗还显著降低了血清ALT水平（降低39.38%），并使肝脏相对重量趋于正常化，SOD活性与阿卡波糖组相当。本研究证明了火麻籽饼酶解物在糖尿病小鼠模型中改善高血糖和血脂异常的能力。未来的研究应进一步开展活性肽的化学表征与鉴定，并评估其消化率、稳定性、安全性和有效性，以全面揭示该酶解物作为功能性成分的应用潜力。
