食源性抗炎肽的制备、分离、鉴定及其抗炎机制研究进展

汪 雄,赵 燕,徐明生,姚 瑶,张梦雅,涂勇刚,*

(1.江西农业大学,江西省天然产物与功能食品重点实验室,食品科学与工程学院,江西南昌 330045; 2.南昌大学,生物质转化教育部工程研究中心,江西南昌 330047)

食源性抗炎肽的制备、分离、鉴定及其抗炎机制研究进展

汪 雄1,赵 燕2,徐明生1,姚 瑶1,张梦雅1,涂勇刚1,*

(1.江西农业大学,江西省天然产物与功能食品重点实验室,食品科学与工程学院,江西南昌 330045; 2.南昌大学,生物质转化教育部工程研究中心,江西南昌 330047)

生物活性肽是生命和食品科学领域的研究热点之一。其抑菌、降血压、调节免疫、抗病毒、抗炎等活性已相继被证实,其中肽的抗炎作用研究相对较为薄弱。慢性炎症严重影响人体健康,而传统治疗炎症药物均有一定副作用,食源性抗炎肽的开发应用有望为机体炎性反应提供新的抗炎策略。本文综述了食源性抗炎活性肽的制备、分离纯化、鉴定以及抗炎活性与分子作用机制的研究进展,并对其研究进行了展望,为食源性抗炎肽的进一步深入研究提供参考。

食源性,抗炎肽,炎症,免疫,抗炎机制

炎症是机体受致炎因子损伤后所发生的一种以防御反应为主的重要进行性过程。当机体发生慢性炎症,机体免疫耐受遭受破坏,激活相关免疫细胞,使其释放花生四烯酸、细胞因子、前列腺素、组胺等炎性介质。炎性介质通过激活细胞内外炎症信号通路,刺激免疫细胞分泌过量的IL-6、TNF-α、IL-1β等促炎细胞因子,这使得机体内促炎细胞因子和抑炎细胞因子不平衡,而促炎细胞因子又会促进细胞炎症反应。然而,过度的免疫应答最终可能导致组织损伤,对人体产生重大伤害[1-2]。

目前预防和治疗炎症的方法包括抑制细胞免疫反应,减少促炎细胞因子分泌,抑制或干预NF-κB和MAPK信号通路。主要的药物有糖皮质激素类药物、非特异性免疫抑制剂和抗-TNF-α抗体等[3-4]。毫无疑问,上述药物对病情具有治疗或缓解作用,但同时也会带来一定的副作用,比如依赖性、过敏性,导致病人免疫力下降以及代谢紊乱等[5]。因此,研究开发新的、安全的、具有治疗或辅助治疗炎症的天然产品或天然产物的衍生产品成为越来越多研究者关注的焦点。

生物活性肽一直是生命和食品科学领域的研究热点之一。近年来,国内外诸多研究证实了食源性蛋白质水解物和多肽在细胞和动物水平均具有良好的抗炎作用,这为研究开发新型安全抗炎药物提供了很好的方向和途径。由此,本文对抗炎活性肽的相关研究进展进行综述,并对其研究和应用进行展望,以期为抗炎肽的进一步深入研究和运用提供参考。

1 食源性抗炎肽概述

食源性抗炎肽是一类对生物机体有益,通过综合调控细胞因子的分泌、炎性介质合成释放和炎症信号通路调节机体炎症反应,由2个或多个氨基酸组成,来源于可食用性蛋白质的一类小分子肽。通常,这些肽在完整的蛋白质结构中不表现其生物活性,必须通过酶解或者酸碱等极端条件释放出来才发挥特定活性。植物和动物蛋白质是抗炎肽的主要来源,目前已证实,来源于蛋、肉、牛奶、鱼、小麦,甚至蔬菜等的多肽和酶解复合物具有较好的抗炎效果[6-8]。禽蛋蛋白中含有丰富的蛋白质,主要是卵白蛋白。源于鸡蛋中卵转铁蛋白的三肽IRW对上皮炎性反应和氧化应激具有保护作用[6]。这种小分子肽通过胞吞或者肽运输载体很容易进入细胞,并且与细胞膜上的相关免疫受体结合起到调节炎症作用。卵黄高磷蛋白含丰富的丝氨酸,其水解物能够显著性抑制促炎细胞因子分泌和释放,从而抑制炎症反应[7]。在葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导猪结肠炎模型中,大豆蛋白水解物通过降低过氧化物酶(MPO)活性和促炎细胞因子TNF-α、IL-6、IL-1β的分泌,促进淋巴系统免疫细胞成熟,改善猪的体重变化以及结肠组织,从而减轻猪结肠炎症反应[8]。综上所述,抗炎肽在体内和体外能够通过调节细胞因子起到缓解和抑制炎症的良好作用。然而,关于这些肽是如何进入细胞体内,以及其如何介导细胞炎性反应并没有做深入研究。

目前,应用生物活性多肽作为药物、疫苗、导向药物、诊断试剂、酶抑制剂及药物先导化合物等具有广泛的理论和应用价值[9]。但是,有关生物活性肽在抗炎方面的研究处在起步阶段,而机体内的炎症对身体健康影响极其重大。因此,进一步研究与开发抗炎肽产品具有重要的意义和应用价值。

2 食源性抗炎肽的制备

食源性抗炎肽的常用制备方法主要有直接分离食物中的天然抗炎肽、酶解食物蛋白质获得抗炎肽、微生物发酵法制备抗炎肽等。

2.1 食源性天然抗炎肽

天然抗炎活性肽具有高效、低毒、无污染等特点,在畜牧、养殖、食品及药品中都有广泛的应用前景。然而生物体内含天然活性抗炎肽很微量,并且分离提纯过程很复杂,很难得到纯度高的抗炎活性肽。

目前已经从大豆、柑橘、苋菜等植物性食物中分离得到天然抗炎肽。大豆是蛋白质的丰富来源,De Mejia等[10]运用RP-HPLC和MALDI-TOF等技术,结合超滤从大豆中分离获得的Lunasin抗炎肽片段,分子量分别为5、8、14 kDa,这些抗炎肽片段在LPS诱导巨噬细胞炎症模型中表现较好抗炎作用。Moronta等[11]采用高效液相色谱法从苋菜分离得到序列为SSEDIKE的抗炎活性肽,该肽可以抑制人结肠癌细胞Caco-2趋化因子CCL20表达,具有抑制炎症的免疫特性。Noh等[12]从柑橘皮中分离出具有抗炎作用的柑橘环肽XI。虽然,通过色谱和超滤等手段能够从食源性物质中分离得到部分天然抗炎活性肽,但是,这些肽的纯度普遍不高。另一方面,通过这些化学手段提取得到的肽活性可能会受到影响。这些都是阻碍天然抗炎肽实际运用的因素。

2.2 酶法制备

因酶法制备抗炎肽具有生产条件温和,水解易控制,成本低,获得产品安全性极高等特点,利用不同种类的酶水解蛋白质获得的抗炎活性肽已成为最主要的制备抗炎肽的方法。在制备抗炎肽的过程中,动物胃蛋白酶(胃蛋白酶、胰蛋白酶和胰酶)、植物胃蛋白酶(木瓜蛋白酶)以及微生物蛋白酶(枯草杆菌中性蛋白酶)等均可使用。然而水解酶酶切位点不同,得到的肽的种类繁多,因此选择合适的酶以及酶解条件很关键。另外,鉴于酶具有专一性、酶切位点有限等特点,故单一酶酶解制备抗炎肽或含抗炎肽酶解复合物效果有时不佳,我们通常需要选择适当的复合酶进行酶解以获得目的产物。目前,通过酶解法已经从鸡蛋、大豆、玉米、鱼等中分离得到各种抗炎肽。

Cheng等[13]人用碱性蛋白酶和风味酶分别酶解煮熟的金枪鱼汤汁,发现碱性蛋白酶酶解获得的肽片段抗炎效果更佳,并且运用Q-TOF和ESI手段测得抗炎肽氨基酸序列分别为PRRMMNGGR和MGPAMMRTMPG,分子量分别为1543.8、1211.5 Da。通过酶解手段获得的抗炎肽抗炎能力存在差异性,这和肽片段的分子量存在一定的关系,小分子量的多肽或者氨基酸更容易被机体吸收。Shi等[14]采用碱性蛋白酶和中性蛋白酶复合酶酶解鸡蛋壳膜,结合超滤技术,已经从鸡蛋壳膜中获得不同分子量的小分子抗炎肽复合物,发现超滤得到的各组分表现出不同程度的抗炎活性,这表明分子量和氨基酸组成影响抗炎肽活性。另外,这些肽复合物在体外化学和体内细胞水平表现出一定的清除自由基、还原铁离子等能力。Iskandar等[15]利用胃蛋白酶和胰蛋白酶酶解乳清蛋白得到的酶解复合物,经过超滤获得不同分子量的肽片段可以调控NF-κB信号通路、抑制炎症因子表达。Ahn等[16]采用六种酶(碱性蛋白酶、中性蛋白酶、风胃蛋白酶、复合蛋白酶、胃蛋白酶和胰蛋白酶)酶解鲑鱼胸鳍,结合凝胶色谱和超滤技术获得抗炎肽片段SPHF1,并且发现在LPS诱导RAW.264.7炎症模型中,SPHF1能够抑制细胞NO释放和减少IL-6、IL-1β、TNF-α等促炎细胞因子合成。我们可以看到,不同复合酶制备得到的多种小分子肽表现出来的活性能力有高低。因此,选择合适的酶或者复合酶在制备抗炎活性肽过程中至关重要。

虽然通过酶解技术已经分离得到很多抗炎肽以及复合物,但是目前获得生物活性肽的大量研究主要集中在蛋白质水解酶和蛋白质来源筛选以及酶解条件优化上,研究者由于不知道原料蛋白的一级结构,往往是随机选取蛋白原料和蛋白水解酶,通过对不同酶解液的活性比较来确定蛋白原料和酶类,因此此法制备抗炎肽存在盲目性,得到的抗炎肽成分复杂。为了快速筛选出抗炎活性肽,最近几年提出了模拟酶切特定已知序列蛋白制备小分子多肽,建立酶解肽库,并对其抗炎肽进行抗炎活性表征。

2.3 微生物发酵法

微生物发酵法也是获得生物活性肽的有效方法之一,该法主要是运用微生物体内的酶系统水解特定蛋白质。牛奶中含丰富的酪蛋白,经乳酸菌发酵产生很多活性多肽,Hirota等[17]从细菌发酵酪蛋白产物中分离得到的三肽VPP能够降低人血管上皮细胞NO的释放,减轻血管扩张。同样,豆类发酵制品也具有许多生物活性肽,来自韩国的发酵型豆制品Chungkookjang中含有丰富的生物活性肽,这些抗炎肽在人乳腺癌细胞中,可抑制促炎细胞因子表达并且能够激活转化生长因子而起到减轻炎性反应的作用[18]。Elfahri等[19]采用瑞士乳酸菌在37 ℃条件下发酵牛奶蛋白12 h,获得含有4～18个氨基酸残基短肽混合物,这些短肽可以促进人外周血单核细胞中IL-10和IFN-γ合成分泌而减轻细胞炎性反应。

微生物发酵的原材料都富含丰富的蛋白质,并且微生物体内含有各种代谢酶,因此控制发酵过程条件可以产生不同活性肽,另一方面这些小分子活性肽很容易被人体肠道吸收,从而更好地发挥它们的作用。

2.4 其它方法

随着生物活性肽研究的不断进行,除了上述方法,化学合成、基因工程等方法也用于抗炎肽的制备[20]。基因工程法尚不完善,会出现翻译后产物难以修饰,容易形成不恰当折叠构型等不利影响[21]。化学合成法是基于抗炎肽氨基酸序列已知情况下,从C断开始添加目的氨基酸的一个复杂过程。Kim等[22]通过固相合成法得到一种嵌合肽FKRLKKLISWIKRKRQQNH2,并且发现该肽可以阻断RAW264.7中LPS与TLR4受体结合,从而抑制LPS诱导引起的细胞炎性反应。另外,有学者选用酸碱降解蛋白质从而获得活性氨基酸和多肽,但是,该法具有产物复杂、破坏氨基酸、难以控制水解程度和破坏多肽结构等缺点[9]。

3 食源性抗炎肽分离纯化与鉴定

抗炎肽的分离纯化的进步和改进与其是否能够实现自动化和连续生产有关。现阶段,抗炎肽分离纯化技术主要有盐析法、超滤、凝胶色谱、离子交换色谱和高效逆流色谱等。色谱技术分辨率和灵敏性高,其在活性肽分离纯化中运用最广泛。色谱法相对传统的盐析或者有机溶剂萃取具有能够更好地保护抗炎肽活性的特点。由于通过酶解或者酸解水解获得的抗炎肽复合物成分复杂,通常样品在进行液相色谱纯化前,需要经过色谱柱初步纯化,比较常用的有葡聚糖凝胶柱。Ma等[23]人利用葡聚糖凝胶柱结合高效液相,在波长280 nm,流速8 mL/min,0.1%TFA水溶液(A)和0.1%TFA乙腈溶液(B)系列梯度(5% B 2 min;50% B 50 min;60%B 62 min)的条件下洗脱,从乳清蛋白中获得8个肽,其中只有DYKKY和DQWL能够减轻LPS诱导的RAW264.7细胞炎性反应。超滤可有效获得不同分子量肽段,从而有效筛选出活性肽片段。目前,利用色谱分离法结合超滤手段已经从禽蛋[24]、牛乳[25]、大豆[26]中分离出各种具有抗炎活性的小分子肽,分子量主要集中在3～10 kDa。总的来说,根据待分离的样品理化性质(电荷、分子大小、极性等)和分离方法原理选择一种或多种结合的方式,避免分离的盲目性。

对分离纯化所得到的抗炎肽进一步进行活性和结构分析,继而可以确定其构效关系,这对抗炎肽在药代动力学领域和进一步的应用具有很大的促进作用。传统测定蛋白质和多肽序列的方法主要是Edman降解和DNA转译法。目前,随着质谱、色谱等技术不断成熟,氨基酸组成分析、氨基酸序列分析、解析质谱、IR、UV光谱、圆二色谱、生物活性鉴定法、放射性同位素标记法及免疫学方法等都已应用于多肽类物质的结果鉴定、分析检测之中。快速原子轰击质谱(FAB-MS)避免了传统样品加热气化的缺陷,而且在测序过程具有用量少、方便快速、适合小分子肽检测的优点[27]。除此之外,以已知结构蛋白质制备获得的多肽,可通过基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)以及蛋白质组学技术快速确定其结构。MALDI-TOF-MS具有操作简单、快速、谱图直观等特点,能够准确测定分子量和结构序列。Ma等[23]人利用UPLC-Q-TOF-MS手段鉴定从乳清蛋白中分离出的抗炎组分活性肽序列为DYKKY和DQWL。然而,各种方法都有其适用性和局限性,在实际使用中主要根据研究目的和效果进行选择和方法联用。

4 食源性抗炎肽在体内和体外的抗炎活性评价

4.1 食源性抗炎肽在细胞炎症模型中的抗炎作用

体外细胞炎症模型具有快速、经济、周期短等优点,因此,由TNF-α或LPS刺激诱导的Caco-2、HT-29和巨噬细胞等的炎症模型被广泛用于各种活性物质的筛选与验证研究。近年来,很多学者利用此模型证实了来源于牛奶、鸡蛋和大豆等的食源性多肽和蛋白质酶解物的抗炎活性,并对其作用机制作了初步探讨。

众所周知,牛奶中富含大量的酪蛋白和乳清蛋白,这些蛋白经水解、消化或者发酵可以释放大量活性肽。研究表明来自酪蛋白发酵过程中的三肽VPP和IPP可以抑制血管紧张素转换酶(ACE)活性和NO释放,从而缓解了与粥样动脉硬化有关的炎症[17]。Nielsen等[28]通过酶解酪蛋白得到的混合水解物和多肽能够抑制被激活的巨噬细胞炎症因子的释放。乳清蛋白水解物通过减少呼吸道和肠道上皮细胞IL-8细胞因子释放,从而抑制炎症[29]。乳铁蛋白不仅具有抗菌作用,其水解多肽在人软骨和滑膜细胞实验中也表现抗炎作用,表明其在关节炎治疗中具有潜在的作用[30]。

表1 食源性抗炎肽的分离纯化方法以及在体内、外的抗炎活性Table 1 Separation and purification of food-derived anti-inflammatory peptides and its anti-inflammatory activity in vitro and in vivo

鸡蛋也是抗炎活性肽的一个主要来源。Majumder等[31]发现从鸡蛋卵转铁蛋白酶解物中分离出的三肽IRW和IQW能够有效地降低促炎细胞因子的释放、调节NF-κB炎症信号通路中相关基因的表达,并且表现出抗氧化和抑制ACE活性,从而进一步增强其生物活性作用。但是,研究发现IRW和IQW结构中单独的氨基酸却不显示这些活性,这说明这些生物活性必须基于完整的三肽结构,也进一步揭示抗炎肽和其构象具有重要关系。

植物性食物(主要是大豆)是抗炎肽和蛋白酶解物的另外一种重要丰富来源。来源于大豆酶解物中的三肽VPY,通过寡肽PepT-1运输通过Caco-2单层细胞模型并被吸收,能够有效减少促炎因子释放[32]。Hernández-Ledesma等[33]研究发现大豆抗炎肽Lunasin能够有效地通过抑制核转录因子NF-κB信号通路,从而降低LPS诱导引起的小鼠巨噬细胞RAW264.7炎症细胞因子IL-6、TNF-α和前列腺素E2产生量。Haria等[34]从小麦面筋中提取的多聚焦谷氨酰亮氨酸(PyroGlu-Leu)可以抑制LPS诱导小鼠巨噬细胞RAW264.7促炎因子TNF-α、IL-6的产生。

4.2 食源性抗炎肽在动物炎症模型中的抗炎作用

基于抗炎肽在细胞模型中通过抑制炎症因子合成以及调节相关炎症信号通路表现出抗炎作用,一些抗炎肽和蛋白质酶解物在结肠炎、关节炎、动脉粥样硬化等动物疾病模型中被进一步研究,以探讨抗炎机制及剂量关系。

乳制品本身就含有很多活性肽,由此,乳源性多肽的抗炎活性在体内动物实验中被大量研究。Chatterton等[35]研究发现,乳源性三肽VPP和IPP在小鼠结肠炎模型中能够有效缓解小鼠炎症症状,从而减轻炎症作用。研究表明,乳清蛋白水解物可以减轻小鼠皮炎症状[35],而经嗜热乳酸杆菌发酵酪蛋白获得的水解物能够缓解小鼠结肠炎[36]。另外一方面,很多植物性抗炎肽和富含抗炎肽的水解物的活性作用也被在体内实验中得到验证。大豆水解三肽VPY在猪肠道炎症模型中具有抑制细胞因子表达、减少氧化应激和保护机体组织等活性功能,这表明该肽有望用于治疗肠道炎症[8]。在DSS诱导的小鼠结肠炎模型,VPY可以改善小鼠结肠长度、减少组织中炎症因子的表达、缓解小鼠体重减轻[32]。通过对小鼠灌胃玉米水解蛋白,发现蛋白复合物能够减轻小鼠炎症损伤[37]。

虽然,许多实验证实抗炎肽在体外细胞和体内动物炎症模型中能够有效抑制炎症,但是,关于抗炎肽在人体内是否有抗炎作用以及如何发挥其作用仍然有待研究,这将对开发治疗炎症药物带来新的方向。表1总结了各种食源性抗炎肽的分离纯化方法以及在体外和体内抗炎作用。

5 食源性抗炎肽的作用机制

炎症是一个受免疫细胞、代谢酶、炎症介质等因素综合调控的复杂的进行性过程。食源性抗炎肽通过调节细胞因子基因的表达、抑制炎性介质的合成、调控炎症信号通路等方式达到减轻炎症的作用。

5.1 调节细胞炎症因子合成释放

机体的免疫应答是通过体内错综复杂的控制单元调控完成。在这些控制单元中,细胞因子的平衡在调节炎症过程起着重要调节作用。当外源性致炎因子刺激机体产生炎症,免疫细胞合成并且释放相关促炎细胞因子IL-1β、IL-6、IL-12、TNF-α和抑炎细胞因子IL-10、TGF-β,其中促炎细胞因子进一步促进细胞炎性反应,使得机体持续免疫[43]。抗炎肽通过调节细胞因子分泌平衡,抑制促炎因子合成并且上调抑炎因子表达,从而起到减轻致炎因子诱导的炎性反应的作用。

Mukhopadhya等[44]研究发现酪蛋白水解物和肽片段能够减少细胞内IL-8分泌,并且在DSS诱导猪结肠炎症模型中发现,通过对酪蛋白水解物超滤截取获得的1 kDa分子量肽片段能够显著抑制促炎细胞因子IL-1α、IL-1β表达。来源于鸡蛋卵转铁蛋白的三肽IRW和IQW在肠上皮细胞实验中,通过减少IL-8、IL-6合成和抑制细胞粘附分子(ICAM-1和VCAM-1)表达来减轻炎症;而且,在小鼠动物炎症模型中体系,IRW和IQW也能有效降低小鼠结肠组织中IL-8、IL-6、TNF-α促炎细胞因子分泌,促进IL-10抑炎因子分泌,从而达到减轻小鼠炎症的作用[6,31]。大豆三肽VPY在2 mmol/L浓度能够显著降低Caco-2和THP-1中IL-6、IL-17、IL-1β、IFN-γ分泌,并下调DSS诱导的小鼠结肠组织中TNF-α、IL-1β、IFN-γ基因表达[32]。Millán等[45]研究发现,来源于羽扇豆抗炎活性肽GPETAFLR可以显著降低THP-1分化的巨噬细胞中TNF-α、IL-1β分泌,并且促进因炎因子IL-10分泌。

5.2 抑制炎症介质合成与释放

炎症期间,受损组织和T细胞分泌的代谢酶等化学介质参与炎症反应,代谢酶包括诱导型一氧化氮合酶(iNOS)、环氧合酶(COX-2),炎症介质有前列腺素(PGE2)和白三烯等。

Noh等从柑橘皮中分离得到的柑橘环肽XI在LPS诱导RAW264.7细胞炎症模型中表现较好抗炎活性,其作用机制是抑制iNOS和COX-2代谢酶的表达,从而减少NO和PGE2的合成释放。另一方面,通过调节NF-κB和MAPK信号通路减少IL-6、TNF-α促炎因子分泌,阻止炎症进一步恶化循环[12,46]。源于大豆Lunasin抗炎肽片段,与阳性对照组比较,样品处理组浓度在0.1 μmol/L时对COX-2活性抑制率分别为40.9%±6.6%、45.2%±4.8%和60.5%±2.9%,但是三者对COX-1活性均没有影响[10]。Kim等[22]研究发现贻贝可食用部分酶解产物MEHs中分子量大于5 kDa的肽片段,在LPS诱导RAW264.7炎症模型中可减少NO和PGE2分泌,并且抑制iNOS和COX-2基因表达从而抑制细胞炎性反应。

5.3 调控炎症相关信号通路及其转录因子表达

虽然抗炎肽能够通过调节细胞炎症因子来减轻炎症,但此调节作用主要是通过胞内外信号转导途径来完成的。Janus激酶-信号转导转录激活因子(Janus ki-nase-signal transduction and transcription activator,JAK-STAT)、丝裂原活化蛋白激酶(Mitogen-activated protein kinase,MAPK)和核转录因子κB(Nuclear factor-kapa B,NF-κB)是细胞内3条重要信号通路,在炎症信号转导调控中具有重要意义[47-48],目前研究表明肽的抑制细胞炎性反应作用主要和NF-κB与MAPK通路相关。

炎症诱导因子LPS的信号转导过程首先是激活细胞膜上特殊受体,主要是CD14和TLR-4,从而活化NF-κB信号通路[49]。Iskandar等[15]研究发现高压处理过后的乳清蛋白水解物能够抑制LPS引起的细胞中促炎细胞因子TNF-α、IL-8分泌,但是对TNF-α和IL-1β诱导刺激细胞分泌IL-8均无影响,这充分说明乳清蛋白水解物可能是通过Toll样受体通路减少促炎因子表达,上调抑炎因子表达量。另一方面,实验结果表明其水解物并不下调TLR4受体的表达,提示乳清蛋白可能是通过抑制LPS与Toll样受体结合阻止NF-κB信号通路激活,从而调控细胞因子分泌起到调控炎症的作用。另外,可能由于蛋白质和氨基酸长链空间结构复杂,可以与LPS相互作用或结合,从而减少LPS对细胞的刺激作用。Huang等[50]从鸡蛋卵转铁蛋白中分离得到的三肽IRW在50 μmol/L通过抑制IκBα磷酸化阻断NF-κB细胞信号通路,从而减少细胞膜上粘附分子表达,调控TNF-α诱导的细胞炎性反应。De Mejia等研究表明,在TNF-α诱导巨噬细胞炎症模型中,用超滤截取获得的5 kDa大豆天然抗炎肽片段预处理巨噬细胞18 h,发现该肽片段能够抑制TNF-α引起与NF-κB信号通路相关的p65和p50蛋白表达量。在TNF-α诱导Caco-2炎症模型中,膳食风味化合物二肽γ-EC和γ-EV通过刺激钙离子敏感受体CaSR磷酸化,导致CaSR-β-arrestin2与TNF-α相关受体竞争结合,使TNF-α诱导细胞炎症信号通路中IκBα和JNK磷酸化减少,从而可阻断NF-κB通路和MAPK(JNK)通路激活,抑制由TNF-α诱导的细胞炎性反应[51]。研究发现细菌发酵酪蛋白获得的三肽VPP在体外通过衰减白细胞内皮相互作用,减少白细胞渗出,并且抑制炎症信号通路JNK减少粗盐细胞因子合成与释放从而起到调节炎症的作用[39]。

食源性抗炎肽可通过上述炎症信号通路的调控起到抑制炎症作用,不同的抗炎肽其调控的信号通路不一样。大多数研究表明,抗炎肽通过多条信号通路共同调节炎性反应,并且调控信号通路中细胞因子、炎症介质的表达。总之,抗炎肽通过细胞信号通路介导炎症是一个复杂的过程,其精确的作用和调控机制仍然是今后研究的重要方向。

6 展望

随着对生物活性肽越来越多的深入研究,抗炎肽有望作为潜在的抗炎制剂添加到各种功能性食品当中起到膳食干预炎症的作用,甚至直接用于炎症治疗。但是抗炎肽的筛选、作用机制、构效关系以及抗炎肽应用仍然有待进一步研究。主要从以下几个方面:

建立抗炎肽的快速筛选方法：目前抗炎肽筛选方法有限,对于肽的分离策略一般是以体外活性模型为导向,采用超滤、层析,结合高效液相色谱等技术手段进行跟踪式筛选。毫无疑问,此思路不但耗时、成本高,而且存在组分越分离活性越小、体外活性较好但体内却无活性的风险,使得研究无功而返。因此,有必要研究和建立抗炎肽的快速筛选方法,这将为建立新的肽库做出贡献。

阐明抗炎肽的作用分子机制：抗炎肽可以通过调节细胞因子分泌、炎性介质合成释放与调控炎症相关信号通路等多方面表现出抗炎活性,但目前大多数研究皆为验证性推论,缺乏深入系统的分子机制研究。总体上来讲,抗炎肽均是通过调节与炎症相关介质和细胞信号通路来减轻炎性反应,但是其是如何达到此调控作用的尚需进一步阐明,作用机制的不明确将会妨碍抗炎肽在医药、畜牧业、食品等各行业中的广泛应用。氨基酸是组成蛋白质的物质基础,未来,我们应该把重点转移到研究氨基酸代谢与免疫调节之间的关系。

解析抗炎肽的构效关系：抗炎肽的分子量大小、带电性质、甚至酸碱性都可能影响其抗炎活性。现阶段抗炎肽的研究较为薄弱,对其构效关系仅为简单的理论推测,缺乏充足、系统的实验依据,不能令人信服。随着对抗炎肽的不断深入研究,我们应该将多肽的活性与其空间结构联系起来,如α-螺旋、β-折叠。对抗炎肽的构效关系的解析不但可为研究其作用机制提供理论基础,也可为定向合成、改造、开发具有活性更佳的多肽类产品提供依据。

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Research progress in the preparation,isolation,identification and anti-inflammatory mechanism of anti-inflammatory peptides derived from food

WANG Xiong1,ZHAO Yan2,XU Ming-sheng1,YAO Yao1,ZHANG Meng-ya1,TU Yong-gang1,*

(1.Jiangxi Key Laboratory of Natural Products and Functional Food,Jiangxi Agricultural University,Nanchang 330045,China; 2. Engineering Research Centre of Biomass Conversion,Ministry of Education,Nanchang University,Nanchang 330047,China)

Bioactive peptides are one of the hotspots in the area of life and food science. Antimicrobial activity,antihypertensive effect,immune regulation,anti-viral and anti-inflammaroty activity of peptides have gradually been confirmed,but research on anti-inflammatory of peptides is limited. Chronic inflammation seriously affects human health,and the traditional drugs of inflammatory treatment show some side effects. The development and application of food-derived anti-inflammatory peptides is expected to provide new anti-inflammatory strategy for the body inflammatory response. Therefore,this paper reviewed the preparation,purification,identification and molecular mechanism of food-derived anti-inflammatory peptides. Directions for further study and their potential application in practice were also discussed,which provided a reference for further in-depth study of anti-inflammatory peptides derived from food.

food-derived;anti-inflammatory peptide;inflammation;immune;anti-inflammation mechanism

2017-02-20

汪雄(1992-)，男，硕士研究生，研究方向：生物活性肽，E-mail:945661038@qq.com。

*通讯作者:涂勇刚(1979-)，男，博士，副教授，研究方向：动物性食品科学理论与技术，E-mail:tygzy1212@aliyun.com。

江西省杰出青年人才资助计划项目(20162BCB23031)；江西省青年科学家培养对象计划项目(20153BCB23028)；江西省自然科学基金项目(20171BAB204027)。

TS201.1

A

1002-0306(2017)15-0335-07

10.13386/j.issn1002-0306.2017.15.063