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肾豆肽对尿酸降低活性的影响及机制研究

期刊:journal of functional foodsDOI:10.1016/j.jff.2024.106172

该文档属于类型a,即报告了一项原创性研究。以下是针对该研究的学术报告:

作者与发表信息

该研究由Tian Zeng、Yongbo She、Tao Hou、Gang Wu和Mengge Zhao等人共同完成。Tian Zeng和Yongbo She为共同第一作者,Gang Wu和Mengge Zhao为通讯作者。研究团队分别来自西北农林科技大学食品科学与工程学院和华中农业大学食品科学技术学院。该研究于2024年4月26日发表在《Journal of Functional Foods》第116卷,文章编号为106172。

学术背景

高尿酸血症(Hyperuricemia, HUA)是一种由于嘌呤代谢异常导致的疾病,近年来其发病率在全球范围内迅速上升,尤其是在年轻人群中。高尿酸血症不仅与痛风密切相关,还与泌尿系统、内分泌系统及心血管代谢疾病的发生发展有密切联系。目前,治疗高尿酸血症的药物主要包括抑制尿酸生成(如非布司他和别嘌呤醇)、促进尿酸排泄(如苯溴马隆)和加速尿酸分解(如聚乙二醇化尿酸酶)等。然而,这些药物虽然有效,但常伴随副作用。因此,寻找安全有效的替代治疗方案成为研究热点。

本研究旨在探讨肾豆肽(Kidney Bean Peptides, KBPs)及其衍生的六肽DWDYK(Asp-Trp-Tyr-Asp-Ile-Lys)在高尿酸血症模型大鼠中的降尿酸活性及其机制。肾豆肽作为一种生物活性肽,具有安全、无毒且生物活性高的特点,此前的研究已证实其在体外具有抑制黄嘌呤氧化酶(Xanthine Oxidase, XO)活性和尿酸生成的作用。然而,DWDYK的消化稳定性及其在体内的降尿酸活性和分子机制尚未完全阐明。

研究流程

研究分为以下几个主要步骤:

  1. DWDYK的体外稳定性研究
    研究首先评估了DWDYK在不同温度(40°C、60°C、80°C、100°C)和pH值(4、6、8、10)条件下的稳定性,并通过高效液相色谱(HPLC)分析其含量变化。此外,研究还模拟了胃肠道消化过程,分别评估了DWDYK在人工胃液和肠液中的稳定性,以及连续消化后的稳定性。

  2. 肾豆肽的制备
    肾豆蛋白通过碱性蛋白酶(Alcalase 2.4L)水解,制备分子量小于5 kDa的肾豆肽(KBPs)。水解液经过离心、过滤和冷冻干燥后,得到最终的KBPs样品。

  3. 动物实验设计
    研究使用50只雄性Sprague Dawley(SD)大鼠,分为五组:正常对照组(NC)、模型组(高尿酸血症模型)、DWDYK组、KBPs组和非布司他组(阳性对照组)。模型组通过口服奥替拉西钾(Oteracil Potassium)诱导高尿酸血症,其余组别在诱导高尿酸血症的基础上分别给予DWDYK、KBPs和非布司他干预。干预持续4周后,采集血液、肝脏、肾脏和十二指肠组织样本,进行后续分析。

  4. 血清和组织参数检测
    通过商业试剂盒检测血清中的尿酸(UA)、肌酐(Cre)、尿素氮(BUN)和黄嘌呤氧化酶(XO)活性。肝脏和肾脏组织通过机械匀浆后,检测XO和腺苷脱氨酶(ADA)活性。此外,通过组织学分析(H&E染色)评估肾脏和十二指肠的病理变化。

  5. 免疫组化和Western Blot分析
    通过免疫组化检测肾脏组织中尿酸转运蛋白1(URAT1)的表达,通过Western Blot分析葡萄糖转运蛋白9(GLUT9)和有机阴离子转运蛋白1(OAT1)的表达。

主要结果

  1. DWDYK的体外稳定性
    DWDYK在温度低于100°C和pH值为8、10的条件下表现出较高的稳定性。在人工胃液消化2小时后,DWDYK的含量降至75%,而在人工肠液中消化2小时后,其含量保持在99%。连续消化4小时后,DWDYK的含量降至75%,表明其对消化酶具有一定的耐受性。

  2. 动物实验结果

    • 体重和脏器指数:模型组大鼠体重增长最慢,而DWDYK和KBPs干预组显著改善了体重增长。肾脏指数在模型组显著升高,DWDYK和KBPs干预后肾脏损伤得到改善。
    • 血清参数:模型组血清尿酸水平显著升高,DWDYK和KBPs干预后尿酸水平显著降低。此外,DWDYK和KBPs还显著降低了血清肌酐和尿素氮水平,改善了肾脏功能。
    • 肝脏参数:DWDYK和KBPs显著抑制了肝脏中的XO活性,表明其通过抑制尿酸合成来降低尿酸水平。
    • 组织学分析:DWDYK和KBPs显著改善了肾脏和十二指肠的病理变化,减轻了炎症细胞浸润和组织损伤。
    • 转运蛋白表达:DWDYK和KBPs显著下调了URAT1和GLUT9的表达,而DWDIK上调了OAT1的表达,促进了尿酸的排泄。

结论

研究表明,肾豆肽(KBPs)及其六肽DWDYK在高尿酸血症模型大鼠中表现出显著的降尿酸活性。其作用机制主要包括抑制黄嘌呤氧化酶活性、改善肾脏和肠道组织损伤、下调尿酸重吸收蛋白(URAT1和GLUT9)的表达,以及上调尿酸排泄蛋白(OAT1)的表达。因此,KBPs和DWDYK具有作为治疗高尿酸血症的安全替代药物的潜力。

研究亮点

  1. 重要发现:KBPs和DWDYK通过多靶点机制显著降低高尿酸血症模型大鼠的尿酸水平,并改善肾脏和肠道损伤。
  2. 方法新颖性:研究首次系统评估了DWDYK的消化稳定性及其在体内的降尿酸活性,并揭示了其分子机制。
  3. 研究对象的特殊性:肾豆肽作为一种天然来源的生物活性肽,具有安全性和高效性,为高尿酸血症的治疗提供了新的研究方向。

其他有价值的内容

研究还探讨了KBPs和DWDYK对肠道菌群的影响,发现其能够改善肠道损伤,提示其可能通过调节肠道菌群平衡来进一步降低尿酸水平。这一发现为未来研究提供了新的思路。

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