《食品科學》：浙江工商大學韓菲菲副研究員等：酪蛋白糖巨肽對大鼠結腸炎的緩解作用及機制

酪蛋白是牛乳中占比達80%的主要蛋白質，根據結構不同可分為

s1 -酪蛋白、

s2- 酪蛋白、

-酪蛋白和

-酪蛋白。

-酪蛋白作為其中唯一一類含糖基的蛋白質，經凝乳酶水解可得到不含糖基的副

-酪蛋白（1～105 位氨基酸）和含有糖基的水溶性多肽（106～169 位氨基酸）——酪蛋白糖巨肽（CGMP）。CGMP又稱酪蛋白巨肽或糖巨肽。碳水化合物結構域是CGMP發揮各種生物學功能的結構基礎。研究發現，CGMP具有抗黏連、益生元和免疫調節等活性，其良好的安全性以及人體對CGMP的耐受性也已在臨床試驗中得到證實。此外，有研究報道了CGMP對噁唑酮誘導的實驗性腸炎小鼠腸道炎癥的改善作用。

浙江工商大學食品與生物工程學院的劉琪、趙雨晴和韓菲菲*等以葡聚糖硫酸鈉（DSS）誘導腸黏膜屏障損傷的潰瘍性結腸炎（UC）大鼠為模型，以CGMP對UC大鼠癥狀的影響為出發點，從腸黏膜機械、免疫、化學以及生物屏障角度探討CGMP對UC癥狀的改善作用和可能機制，以期為開發功能性CGMP產品提供理論數據和應用基礎。

1 CGMP對腸炎大鼠DAI的影響

DSS誘導腸道病變可以通過病鼠體質量下降百分比、大便性狀和便血綜合評分評價，通常用DAI反映。DAI評分是反映UC的重要指標之一。本研究發現，C組和CGMP組DAI沒有顯著差異，表明CGMP在健康大鼠中未引起腸道炎癥或代謝異常；DSS在實驗的第2～7天顯著增加了大鼠的DAI；與DSS組相比，灌胃CGMP顯著降低了UC大鼠的DAI，表明CGMP改善了DSS誘導的大鼠體質量降低、便血以及腹瀉癥狀（圖1）。

2 CGMP對腸炎大鼠血清中DAO含量的影響

DAO是腸黏膜上層絨毛中具有高度活性的細胞內酶，在組胺和多胺代謝中起作用，DAO含量能夠反映腸道機械屏障的完整性和氧化損傷程度。本研究發現，與C組相比，DSS組血清中DAO含量顯著升高（

P

＜0.01）；與DSS組相比，CGD組血清中DAO含量顯著降低（

P

＜0.05）；與CGD組相比，CGMP組血清中DAO含量顯著降低（

P

＜0.01），表明CGMP改善了UC大鼠結腸氧化損傷程度（圖2）。

3 CGMP對腸炎大鼠結腸組織形態的影響

HE染色用于觀察大鼠結腸組織形態結構。本研究發現，C組和CGMP組結腸組織，不管從形態、層次還是排列，都完整、標準、清晰且緊密齊整；在高倍鏡的觀察下可見到的腸上皮細胞結構鮮明、不存在異常形態；與此相比，CGD組結腸組織形態、結構、排列均處于較為正常、完整的狀態，少量存在炎性細胞浸潤現象；而DSS組結腸組織損傷較重，存在大量的炎性浸潤；病變部位組織脹大，層次、結構、排列都存在不同程度的損傷和紊亂，損傷主要分布在黏膜層和黏膜下層，黏液層及黏膜層腺體被破壞且缺損嚴重，有形態異常腺體處于黏膜邊緣，存在潰瘍現象（圖3）。

4 CGMP對腸炎大鼠結腸黏液分泌的影響

AB-PAS染色用于觀察大鼠結腸黏液層和杯狀細胞。本研究發現，C組和CGMP組結腸組織黏膜層中存在大量可見的杯狀細胞且形態飽滿圓潤，黏液分泌豐富；與C組相比，DSS組杯狀細胞含量明顯較少且大小不均，黏液層破壞；CGD組結腸中分泌的黏液與DSS組相比有所增加，黏液連續完整（圖4）。

5 CGMP對腸炎大鼠結腸組織CD68陽性細胞表達的影響

CD68是一種存在于巨噬細胞表面的特異性標志物，而結腸巨噬細胞與結腸炎發生關系十分密切，由于結腸炎中炎癥水平上升，巨噬細胞的數量增多，從而反應結腸炎癥水平。本研究發現，與C組相比，DSS組結腸組織CD68陽性細胞表達量顯著增多（

P

＜0.01）；與DSS組相比，CGD組和CGMP組CD68陽性細胞表達量顯著降低（

P

＜0.01）；與CGD組相比，CGMP組中CD68陽性細胞表達量顯著降低（

P

＜0.01），表明CGMP改善了UC大鼠結腸炎（圖5）。

6 CGMP對腸炎大鼠結腸組織MUC2基因表達水平的影響

MUC2屬于分泌型黏蛋白，主要在腸道中分泌，對黏膜上皮起保護和潤滑作用。本研究發現，與C組相比，DSS組大鼠結腸組織

MUC2

基因表達水平顯著降低（

P

＜0.01）；與DSS組相比，CGD組和CGMP組結腸組織

MUC2

基因表達水平顯著升高（

P

＜0.01）；與CGD組相比，CGMP組結腸組織

MUC2

基因表達水平顯著升高（

P

＜0.01），表明CGMP使結腸組織分泌更多的MUC2，從而緩解UC大鼠結腸炎（圖6a）。

7 CGMP對腸炎大鼠炎性因子基因表達水平的影響

TNF-α和IL-6是兩種典型的促炎因子，它們參與體內炎癥反應，在受到刺激發生炎癥反應時呈現高表達，TNF-α和IL-6的過度產生導致腸道內環境紊亂，這是促使UC發生的重要環節。本研究發現，與C組相比，DSS組大鼠結腸組織

TNF-α

基因表達水平顯著升高（

P

＜0.05）；與DSS組相比，CGD組和CGMP組結腸組織

TNF-α

基因表達水平顯著降低（

P

＜0.05）（圖6b）。此外，與C組相比，DSS組大鼠結腸組織

IL-6

基因表達水平顯著升高（

P

＜0.01）；與DSS組相比，CGD組和CGMP組結腸組織

IL-6

基因表達水平顯著降低（

P

＜0.05）（圖6c），表明CGMP可以降低TNF-α和IL-6的含量，從而緩解UC大鼠結腸炎。

8 CGMP對腸炎大鼠結腸內容物中SCFAs含量的影響

腸黏膜生物屏障由腸道內的常駐菌群構成，正常機體腸道內的常駐菌群會在腸道內形成一個穩定平衡的微生態系統，在病原體入侵腸道時發揮保護作用，腸道菌群紊亂會影響其相關代謝產物SCFAs等的波動，SCFAs作為腸道菌群重要的代謝產物，具有抑制炎癥、提供能量和營養腸道等功能。體內和體外實驗都發現，乙酸、丙酸、丁酸可抑制細菌脂多糖誘導的促炎因子TNF-α的產生和釋放，從而抑制炎癥反應。各組大鼠結腸內容物中檢出的SCFAs主要為正丁酸、丙酸、乙酸、異丁酸（圖7）。本研究發現，與C組相比，DSS組異丁酸含量顯著降低（

P

＜0.01），正丁酸、丙酸、乙酸含量有所下降，但差異均無統計學意義（

P

＞0.05）；與DSS組相比，CGD組異丁酸、乙酸和丙酸含量有所升高，正丁酸含量有所下降，但差異均無統計學意義（

P

＞0.05）；與DSS組相比，CGMP組異丁酸含量顯著升高（

P

＜0.01），正丁酸、丙酸、乙酸含量有所升高，但差異均無統計學意義（

P

＞0.05）。

結論

DSS是一種高水溶性化合物，對結腸上皮細胞具有毒性，可破壞上皮屏障完整性，導致結腸上皮通透性增加，引發大分子抗原物質對腸道的刺激，從而誘導結腸炎，常在實驗研究中被用來作為UC模型的誘導劑。DSS誘導的UC模型大鼠具有與人類UC相似的疾病病理，包括體質量減輕、腹瀉、便血、腸黏膜損傷等癥狀，其中便血的嚴重程度是評價UC腸黏膜屏障損傷程度的重要指標之一。Kim等使用DSS誘導的大鼠結腸炎模型比較小檗堿和氧化鋅（ZnO）的抗炎作用，DSS誘導的大鼠體質量減輕、結腸縮短、糞便含水量增加以及DAI增加。本研究發現，大鼠每天自由飲用含5.0% DSS的飲用水后，會造成其體質量明顯下降、大便稀溏、便血以及DAI增加，這與López-Posadas等建立的UC大鼠模型具有相似的癥狀。

結腸組織形態的改變是UC的典型表現之一。現有研究發現單寧酸、紫甘薯花青素等可以改善UC小鼠結腸杯狀細胞與隱窩數量的減少、結構破壞以及黏膜層炎癥細胞浸潤。本研究觀察大鼠結腸組織切片HE染色和AB-PAS染色結果顯示，結腸炎大鼠腸黏膜出現典型的結構損傷；而CGMP可以顯著改善DSS誘導的腸絨毛形態改變、杯狀細胞和黏液減少以及炎性細胞浸潤。正常情況下，DAO存在于腸絨毛中，血液中含量非常低，其變化可反映腸黏膜屏障的完整性。UC大鼠的腸黏膜機械屏障功能受損，黏膜通透性增加，使腸道細胞受損釋放出DAO并滲透到血液中。研究發現，潰結靈可通過改善腸黏膜屏障功能使UC大鼠血清中的DAO含量降低；本研究發現CGMP也能夠顯著降低UC大鼠血清中DAO水平。CD68標記的巨噬細胞數量增多通常預示結腸炎癥的存在；本研究發現CGMP顯著降低了DSS誘導的腸組織CD68陽性細胞數量的增加。腸道黏膜層中的MUC2對腸道有直接的保護作用，MUC2表達下降，黏膜屏障功能受到破壞，腸腔內抗原、內毒素則會誘發免疫反應，形成炎癥；本研究發現CGMP顯著增加結腸組織MUC2的基因表達水平。TNF-α和IL-6在UC發病中起重要作用，可用來檢測疾病活動和治療效果。研究發現，欖仁果實醋酸乙酯提取物能夠顯著降低UC小鼠結腸TNF-α和IL-6的水平。本研究將CGMP灌胃給UC大鼠7 d后，也顯著降低了結腸炎大鼠結腸組織炎癥因子

TNF-α

IL-6

基因水平，緩解了DSS誘導的結腸組織炎性損傷，與前期CGMP能夠改善噁唑酮誘導的UC小鼠腸黏膜屏障損傷的結果一致。

UC患者結腸腔中SCFAs濃度的降低已在很多研究中得到證實；同時，SCFAs水平與腸道屏障功能的維持存在顯著關系。本研究采用氣相色譜-質譜技術檢測UC模型大鼠腸道內容物中SCFAs含量發現，UC大鼠結腸內容物中以異丁酸為代表的SCFAs含量較正常組顯著降低；而給予CGMP干預則能使大鼠結腸內容物中異丁酸的含量顯著增加。有關研究發現，在UC活動期，產丁酸菌的缺乏與丁酸含量減少顯著相關。由于缺乏丁酸，腸黏膜屏障功能易受損，從而增加管腔內容物暴露于宿主免疫系統的風險，加劇免疫反應。此外，UC患者腸道內丁酸的減少可使結腸黏膜中炎性介質核因子-

B水平及活性增加，導致腸黏膜細胞過度的免疫反應，進而影響UC的發生與持續。

盡管DSS誘導的結腸炎模型在病理特征上與人類UC具有相似性，但其急性損傷機制與人類慢性免疫失調存在差異。本研究結論主要適用于急性腸道屏障修復機制的探索，未來需結合慢性炎癥模型進一步驗證CGMP的應用潛力。此外，異丁酸顯著變化可能因其作為特定菌群代謝產物的敏感性較高，而其他3 種SCFAs受個體差異以及樣本量限制未達統計學顯著性。研究通過SCFAs間接反映菌群變化，但未直接分析菌群組成。未來需結合16S rRNA測序明確CGMP對產丁酸菌（如梭菌）的調控作用。

本研究發現，灌胃5 mg/kg CGMP可以改善DSS誘導的大鼠結腸炎。CGMP通過改善DSS誘導的結腸組織破壞和抑制炎癥因子TNF-α和IL-6水平的升高恢復腸道通透性，改善腸黏膜炎性損傷；可能通過調節腸道菌群改變SCFAs水平，促進腸黏膜屏障功能的修復，從而實現對UC的改善功能。CGMP作為一種天然乳源成分，是開發為修復腸黏膜屏障、緩解腸炎的潛在功能性物質。CGMP可開發為特醫食品或膳食補充劑，用于UC患者的營養支持。

通信作者：

韓菲菲 副研究員

浙江工商大學食品與生物工程學院

浙江大學博士，加拿大英屬哥倫比亞大學和英國利茲大學訪問學者。研究方向為食品營養與腸道健康；研究興趣包括膳食活性成分對腸道健康的影響，營養組分的相互作用及消化特性對慢性疾病的預防及機制研究。主持的科研項目包括國家自然科學基金青年科學基金、浙江省自然科學基金面上項目、浙江省一流學科建設國際合作研究項目等15 項；參與的課題包括國家自然科學基金杰出青年科學基金、國家自然科學基金面上項目、國家863計劃項目課題等。參編學術專著2 部，發表學術論文50余篇；獲國家發明專利授權4 項；獲教育部科學進步獎二等獎1 項，浙江省科學技術二等獎1 項。

第一作者：

劉琪碩士研究生

浙江工商大學食品與生物工程學院

研究方向為食品營養與腸道健康。

本文《酪蛋白糖巨肽對大鼠結腸炎的緩解作用及機制》來源于《食品科學》2025年46卷第15期205-211頁，作者：劉琪，趙雨晴，陳思陽，韓小倩，韓菲菲*。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250306-049。點擊下方閱讀原文即可查看文章相關信息。

實習編輯：農夢琪；責任編輯：張睿梅。點擊下方 閱讀原文 即可查看全文。圖片來源于文章原文及攝圖網