本文系Food Science and Human Wellness原創(chuàng)編譯，歡迎分享，轉(zhuǎn)載請授權(quán)。
Introduction
高膽固醇血癥是引起動(dòng)脈粥樣硬化性心血管疾病的重要誘因，同時(shí)，血液中膽固醇的異常積累也會(huì)引起肝臟脂質(zhì)代謝紊亂，從而誘發(fā)肝脂肪變性損傷。血液中膽固醇的代謝以脂蛋白為主要載體，肝腸系統(tǒng)在脂蛋白的生成及轉(zhuǎn)運(yùn)過程中發(fā)揮了重要作用，因此該系統(tǒng)也成為了改善血脂異常和非酒精性肝損傷的重要靶點(diǎn)。近年來，國家食療策略主張以膳食成分及食源活性化合物來干預(yù)慢性疾病，為慢性疾病的預(yù)防提出了新的思路，特別是生物活性肽這類無毒副作用、生產(chǎn)成本低且環(huán)境友好的小分子活性化合物，已成為改善心血管疾病的潛在功能因子。
鰱魚是世界范圍內(nèi)一種重要的淡水養(yǎng)殖魚類，產(chǎn)量巨大。然而，在許多國家和地區(qū)，鰱魚作為入侵物種被大量捕殺、廢棄，資源浪費(fèi)嚴(yán)重。即使在主要的淡水水產(chǎn)品消費(fèi)國，鰱魚也主要以鮮銷或魚糜制品的形式為主，市場價(jià)值較低。魚肉作為鰱魚魚體的主要部分，蛋白含量高，是生產(chǎn)生物活性肽的優(yōu)質(zhì)蛋白來源。因此，從鰱魚魚肉蛋白中制備獲得具有心血管疾病預(yù)防功效的生物活性肽對于我國食品健康產(chǎn)業(yè)發(fā)展和鰱魚資源的高值化利用都具有重要意義。
揚(yáng)州大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院的王凱博士、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院的羅永康教授等從鰱魚魚肉蛋白中制備獲得了具有降血脂效果的新型多肽，并采用載脂蛋白E基因敲除（apoE-/-）小鼠模型系統(tǒng)評價(jià)了鰱魚魚肉蛋白肽對動(dòng)脈粥樣硬化和非酒精性脂肪肝的改善效果，進(jìn)一步通過組學(xué)及分子生物學(xué)技術(shù)從肝腸膽固醇代謝層面闡明了作用機(jī)制。
Results and Discussion
鰱魚魚肉蛋白肽（SCH）改善了apoE-/-小鼠血脂組成
血液脂質(zhì)主要以膽固醇（TC）和甘油三酯（TG）為主，血液中存在的兩種主要脂蛋白類型：低密度脂蛋白（LDL）和高密度脂蛋白（HDL）負(fù)責(zé)脂質(zhì)在各器官間的轉(zhuǎn)運(yùn)。其中，HDL負(fù)責(zé)將膽固醇從外周組織輸送到肝臟進(jìn)行代謝和外排，有益于減少機(jī)體的膽固醇積累，而LDL則是動(dòng)脈粥樣硬化的危險(xiǎn)因子，氧化后易引起內(nèi)皮損傷和脂質(zhì)斑塊形成。本研究中SCH的干預(yù)（圖1）顯著降低了模型小鼠血清中TC、TG和LDL-C的水平，提高了HDL-C的含量，改善脂蛋白組成，具有明顯的降血脂效果。
鰱魚魚肉蛋白肽（SCH）延緩apoE-/-小鼠動(dòng)脈脂質(zhì)斑塊形成并改善肝脂肪變性
血脂異常是引起動(dòng)脈粥樣硬化斑塊和肝脂肪變性的重要因素。由圖2A可見，高血脂小鼠血管主動(dòng)脈部分出現(xiàn)大面積斑塊，血管損傷嚴(yán)重，同時(shí)肝臟（圖2C）出現(xiàn)明顯的脂滴空泡（黑色箭頭處）。而不同劑量的SCH干預(yù)后顯著降低了模型小鼠血管斑塊面積，抑制肝臟的脂質(zhì)積累，具有明顯的劑量效應(yīng)關(guān)系。以上結(jié)果表明，SCH能夠通過改善血脂異常來緩解apoE-/-小鼠動(dòng)脈粥樣硬化及肝脂肪變性損傷。
轉(zhuǎn)錄組學(xué)揭示SCH通過肝-腸膽固醇代謝途徑改善血脂異常
為進(jìn)一步揭示SCH改善血脂異常的機(jī)制，對脂蛋白代謝的中樞器官肝臟進(jìn)行了轉(zhuǎn)錄組分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)與正常組小鼠相比，模型小鼠共鑒定得到505個(gè)差異表達(dá)基因（圖3A），而SCH干預(yù)后，模型小鼠肝組織中365個(gè)基因的表達(dá)變化出現(xiàn)顯著差異（圖3B）。對差異表達(dá)基因進(jìn)行歸類富集后篩選得到了11個(gè)顯著差異共調(diào)節(jié)基因（圖3C），這些基因主要參與了脂蛋白合成及膽汁酸的代謝調(diào)控。通過分子生物學(xué)方法進(jìn)行驗(yàn)證后發(fā)現(xiàn)（圖3D-3E）SCH促進(jìn)了膽汁酸和合成及外排基因的表達(dá)，并抑制了極低密度脂蛋白（VLDL）的形成來減少肝脂和血脂的積累。
對小腸組織的基因檢測發(fā)現(xiàn)，SCH能夠一定程度上通過促進(jìn)跨腸膽固醇外排相關(guān)基因的表達(dá)（圖4）來減少血液中膽固醇的積累，改善血脂狀態(tài)。
Conclusion
本研究表明，SCH能夠有效緩解apoE-/-小鼠動(dòng)脈粥樣硬化和肝臟脂肪變性損傷。其潛在機(jī)制與SCH對肝腸膽固醇代謝系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用有關(guān)：SCH促進(jìn)肝臟中膽固醇向膽汁酸的轉(zhuǎn)化及外排，同時(shí)抑制肝臟中VLDL的產(chǎn)生，維持循環(huán)系統(tǒng)膽固醇穩(wěn)態(tài)。此外，SCH促進(jìn)了跨腸膽固醇外排進(jìn)程對降低模型小鼠血脂水平也有一定作用。這些發(fā)現(xiàn)為SCH在改善動(dòng)脈粥樣硬化和脂肪肝疾病中的應(yīng)用提供了新的理論依據(jù)。
第一作者
王凱，揚(yáng)州大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院講師、工學(xué)博士、碩士生導(dǎo)師、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)-加拿大阿爾伯塔大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)博士。主要從事功能性水產(chǎn)品及功能乳品的開發(fā)、生物活性肽與慢性病預(yù)防的關(guān)系及機(jī)理性研究等。在國內(nèi)外期刊公開發(fā)表學(xué)術(shù)論文20余篇，以第一作者發(fā)表論文11 篇，其中SCI收錄10 篇。參與國家自然科學(xué)基金、國家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目及現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)項(xiàng)目等多項(xiàng)。
通信作者
羅永康，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院教授、博士、博士生導(dǎo)師。山東省泰山學(xué)者藍(lán)色產(chǎn)業(yè)計(jì)劃專家，國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系大宗淡水魚加工研究室質(zhì)量安全與營養(yǎng)品質(zhì)評價(jià)崗位科學(xué)家，國家淡水魚加工技術(shù)研發(fā)分中心（北京）主任，中國水產(chǎn)品流通加工協(xié)會(huì)第五、六屆理事會(huì)專家委員會(huì)委員，中國水產(chǎn)學(xué)會(huì)水產(chǎn)加工和綜合利用專業(yè)委員會(huì)委員；中國畜產(chǎn)品加工研究會(huì)常務(wù)理事，生化與綜合利用分會(huì)副主任。主要從事動(dòng)物資源高效利用技術(shù)與理論研究，動(dòng)物蛋白（肽）功能成分的制備與分離提取及功能特性的研究，畜水產(chǎn)品的貯藏保鮮與品質(zhì)控制技術(shù)研究，畜水產(chǎn)品加工副產(chǎn)物高值化利用技術(shù)研究與產(chǎn)品開發(fā)。在國內(nèi)外各類期刊上發(fā)表論文300余篇，其中在國際期刊上以第一作者或通信作者發(fā)表SCI論文100余篇。
Silver carp muscle hydrolysate ameliorated atherosclerosis and liver injury in apoE-/- mice: the modulator effects on enterohepatic cholesterol metabolism
Kai Wanga,b, Zixin Fua, Yuqing Tana, Hui Honga, Jianping Wuc, Yongkang Luoa,*
a Beijing Laboratory for Food Quality and Safety, College of Food Science and Nutritional Engineering, China Agricultural University, Beijing 100083, China
b College of Food Science and Engineering, Yangzhou University, Yangzhou 225127, China
c Department of Agricultural, Food and Nutritional Science, University of Alberta, Edmonton T6G 2P5, Canada
*Corresponding author.
Abstract
Atherosclerosis (AS) is a major cause of cardiovascular diseases (CVDs) and a strong link with hepatic steatosis. Silver carp muscle hydrolysate (SCH) possess various beneficial activities but its effect on AS and hepatic steatosis is yet unknown. This study aimed to investigate the effects of SCH on AS lesions and hepatic steatosis using apoE-/- mice. Results showed that SCH significantly reduced the vascular AS plaques and alleviated hepatic steatosis lesions in apoE-/- mice. Consistent with this, the lipid levels both in circulation and liver were lowered by SCH. The mechanism analysis showed SCH down-regulated the expression of genes involved in lipoproteins production while up-regulated the expression of genes related to reverse cholesterol transport (RCT) in liver. Meanwhile, SCH remarkably promoted transintestinal cholesterol excretion (TICE) process in intestine, partly contributing to the reduction of blood lipids. The peptide profile data indicated LYF, HWPW, FPK, and YPR are the main peptides in SCH that play a vital role in alleviating AS lesions and hepatic steatosis. Our findings provided new knowledge for the application of SCH in ameliorating CVDs and liver diseases.
Reference:
WANG K, FU Z X, TAN Y Q, et al. Silver carp muscle hydrolysate ameliorated atherosclerosis and liver injury in apoE-/- mice: the modulator effects on enterohepatic cholesterol metabolism[J]. Food Science and Human Wellness, 2024, 13(6): 3325-3338. DOI:10.26599/FSHW.2023.9250018.
本文編譯內(nèi)容由作者提供
編輯：梁安琪；責(zé)任編輯：孫勇
封面圖片：圖蟲創(chuàng)意
為深入探討未來食品在大食物觀框架下的創(chuàng)新發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)，促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研用各界的交流合作，由北京食品科學(xué)研究院、中國肉類食品綜合研究中心、國家市場監(jiān)督管理總局技術(shù)創(chuàng)新中心（動(dòng)物替代蛋白）及中國食品雜志社《食品科學(xué)》雜志、《Food Science and Human Wellness》雜志、《Journal of Future Foods》雜志主辦，西華大學(xué)食品與生物工程學(xué)院、四川旅游學(xué)院烹飪與食品科學(xué)工程學(xué)院、四川輕化工大學(xué)生物工程學(xué)院、成都大學(xué)食品與生物工程學(xué)院、成都醫(yī)學(xué)院檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)院、四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院都市農(nóng)業(yè)研究所、四川大學(xué)農(nóng)產(chǎn)品加工研究院、西昌學(xué)院農(nóng)業(yè)科學(xué)學(xué)院、宿州學(xué)院生物與食品工程學(xué)院、大連民族大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院、北京聯(lián)合大學(xué)保健食品功能檢測中心共同主辦的“第二屆大食物觀·未來食品科技創(chuàng)新國際研討會(huì)”即將于2025年5月24-25日在中國 四川 成都召開。
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