酪蛋白巨肽的生物學(xué)活性及對食欲的調(diào)節(jié)作用

王睿，張寧寧，毛極仁

（福建農(nóng)林大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，福建福州350002）

酪蛋白巨肽（caseinomacropeptide，CMP）存在于哺乳動(dòng)物母乳的κ-酪蛋白中，是凝乳酶作用于酪蛋白（主要為κ-酪蛋白）后由κ-酪蛋白C端的64個(gè)氨基酸組成的一種生物活性肽，其結(jié)構(gòu)如圖1所示[1]。

研究表明，CMP具有多種生物學(xué)活性，如抗微生物活性、免疫調(diào)節(jié)作用、腸道調(diào)節(jié)作用、脂肪調(diào)節(jié)作用、抗血栓作用、食欲調(diào)節(jié)作用等[2]。其中，CMP對食欲的調(diào)節(jié)因具有潛在的控制肥胖、降低體重的作用而備受關(guān)注。本文結(jié)合目前的研究結(jié)果，對CMP的生理活性和食欲調(diào)節(jié)作用進(jìn)行闡述，以期為CMP的開發(fā)應(yīng)用及揭示CMP的食欲調(diào)控作用機(jī)制提供思路與科學(xué)指導(dǎo)。

1 CMP的生物學(xué)活性

CMP的生物學(xué)活性功能與其糖基化程度和結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。CMP化學(xué)結(jié)構(gòu)中磷酸基團(tuán)的不同修飾作用產(chǎn)生不同的序列片段可支持不同的生物學(xué)功能。CMP的主要生物學(xué)活性包括以下幾個(gè)方面。

1.1 抗微生物活性

CMP可抑制真菌和大腸桿菌增殖，保護(hù)細(xì)胞免受外界感染，利用此特性可將CMP作為殺菌劑使用[3]。CMP可借助自身結(jié)構(gòu)中的糖基部分與毒素、病毒、真菌等結(jié)合，減輕其對人體產(chǎn)生的有害作用[4]。Brody等[5]的研究表明酪蛋白糖巨肽（caseinoglycomacropeptide，CGMP）與神經(jīng)節(jié)苷脂的結(jié)合作用可有效抑制霍亂毒素的擴(kuò)散。此外，CMP可抑制紅血球凝聚引起的流感病毒、變異鏈球菌粘附，因此被用于開發(fā)流感病毒抑制劑[6]。

圖1 CMP的化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig.1 Chemical composition of CMP

1.2 免疫調(diào)節(jié)作用

CMP具有免疫調(diào)節(jié)作用，可增強(qiáng)機(jī)體的免疫力和抵抗力，抑制有絲分裂原誘導(dǎo)淋巴細(xì)胞增殖或凋亡[7]。由于CMP在新生哺乳動(dòng)物的免疫應(yīng)答反應(yīng)中具有削弱抗原的作用，從而增強(qiáng)新生哺乳動(dòng)物對環(huán)境的適應(yīng)能力。Thom?Worringer等[1]借助小鼠進(jìn)行試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)CMP對IgG抗體有明顯的抑制作用。葉雷等[8]灌胃給予小鼠不同劑量的CGMP發(fā)現(xiàn)，CGMP可顯著增加吞噬細(xì)胞的吞噬能力，且灌胃時(shí)間越長，吞噬能力作用效果越明顯。因此，可將CGMP開發(fā)成為一種功能性食品添加劑，用于增強(qiáng)機(jī)體非特異性細(xì)胞的免疫功能。

1.3 腸道調(diào)節(jié)作用

CMP的腸道調(diào)節(jié)作用表現(xiàn)為促腸道益生菌增殖、降低食欲及預(yù)防抗炎性疾病。

CMP可促進(jìn)腸道益生菌增殖。它可以在促進(jìn)雙歧桿菌增殖的同時(shí)抑制大腸桿菌等有害菌生長，并且顯著降低沙門氏菌的數(shù)量。大量研究表明，此作用具有劑量依賴性。江巖等[9]發(fā)現(xiàn)低劑量的CMP就可促進(jìn)雙歧桿菌等腸道益生菌生長，并抑制大腸桿菌、沙門氏菌等有害菌生長。Robitaille等[10]的研究還發(fā)現(xiàn)，經(jīng)胃蛋白酶處理的CMP也可促進(jìn)腸道益生菌的生長。利用此特性可將CMP添加到嬰兒配方粉中，有利于防止新生兒腹瀉[2]。

糖基化的CMP能夠極大程度的刺激膽囊收縮素（cholecystokinin，CCK）的釋放[11]。CCK 是一種產(chǎn)生飽腹感的激素，通過刺激下丘腦內(nèi)側(cè)，產(chǎn)生大量的飽腹信號(hào)。因此推測CMP通過促進(jìn)CCK的釋放發(fā)揮對食欲的調(diào)節(jié)作用[12]。

CMP對由慢性非特異性炎癥性引起的腸道疾病有一定的治療作用。王華等[13]借助小鼠實(shí)驗(yàn)表明，CMP通過抑制結(jié)腸組織細(xì)胞凋亡，改善潰瘍性結(jié)腸黏膜的損傷，從而對小鼠的腸道炎癥起到緩解作用。明珠等[14]借助小鼠實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)CGMP干預(yù)潰瘍性結(jié)腸炎小鼠時(shí)，其腸道菌群多樣性增加，結(jié)腸炎癥狀得到改善。除此之外，CMP還可通過抑制胃酸的分泌與胃泌素的釋放，減緩胃腸蠕動(dòng)，緩解痙攣疼痛。

1.4 脂肪調(diào)節(jié)作用

CMP通過多種途徑發(fā)揮脂肪調(diào)節(jié)作用。Kim等[15]利用釀酒酵母菌重組人體CMP（recombinant human CMP，rhCMP），并將其添加于不同脂肪含量的飼料中喂養(yǎng)SD大鼠，結(jié)果發(fā)現(xiàn)rhCMP可顯著增加高脂飲食大鼠的脂肪排出量，同時(shí)降低肝臟中脂質(zhì)含量，最終表現(xiàn)出對體重的控制作用。劉雪姬等[16]研究了肥胖小鼠模型的腸道微生物菌群結(jié)構(gòu)，結(jié)果表明CMP可通過調(diào)節(jié)腸道菌群來降低高低脂飲食所引發(fā)的代謝疾病。

1.5 抗血栓作用

CMP可抑制二磷酸腺苷對血小板的凝集，因此具有抗血栓的生物活性。哺乳動(dòng)物乳汁的凝結(jié)過程與血液凝結(jié)過程極為相似，也是由于CMP的作用。由人工合成的類似物質(zhì)也可通過抑制血小板凝集進(jìn)而發(fā)揮抗血栓作用[17]。利用CMP不含苯丙氨酸和酪氨酸的特性，已將其開發(fā)成醫(yī)療產(chǎn)品用于苯丙酮尿癥和酪氨酸血癥的治療[18]。

RA患者和骨關(guān)節(jié)置換患者標(biāo)本來自于廣州市增城區(qū)新塘醫(yī)院、廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第三醫(yī)院，暨南大學(xué)附屬第一醫(yī)院。其中，骨關(guān)節(jié)置換患者選取摔倒等各種原因?qū)е路鄞庑怨钦矍也皇穷愶L(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的病人。收集患者的臨床資料、關(guān)節(jié)滑膜組織和病人血清進(jìn)行后續(xù)的研究。關(guān)節(jié)滑膜組織采用無菌收集，手術(shù)后取關(guān)節(jié)滑膜組織于干凈無菌的50 mL離心管中，置于冰上，于無菌操作臺(tái)剝除脂肪組織、骨頭、血管等后，用PBS洗3遍，凍存于液氮罐中，用于后續(xù)實(shí)驗(yàn)研究。所有患者資料和標(biāo)本收集都嚴(yán)格按照新塘醫(yī)院倫理委員會(huì)、廣州醫(yī)科大學(xué)倫理委員會(huì)和暨南大學(xué)倫理委員會(huì)相關(guān)規(guī)定進(jìn)行。

1.6 獨(dú)特的營養(yǎng)功能

CMP氨基酸組成的多樣性，使其在臨床醫(yī)療中可為病人提供營養(yǎng)支持。例如利用乳源CGMP不含苯丙氨酸（Phe）的特性，可將其用于苯丙酮尿癥（phenylketonuria，PKU）病人的營養(yǎng)膳食補(bǔ)充；利用CMP糖鏈含有較多氨基葡萄糖的特性將其添加在炎癥性腸?。╥nflammatory bowel disease，IBD）的藥物中，既減輕了食用藥物的固澀感又具有較好的治療效果；CMP中富含的唾液酸可充分促進(jìn)大腦的發(fā)育。

2 CMP對食欲的調(diào)節(jié)作用

CMP作為乳源蛋白中一種重要的生物活性肽，對食欲具有調(diào)節(jié)作用[19]。人體影響食欲調(diào)節(jié)作用的外周食欲調(diào)控信號(hào)分為兩種，一種是產(chǎn)生短期食欲影響的胃腸激素，另一種是長期作用的激素[20]。CMP通過分別對上述兩類外周食欲調(diào)控信號(hào)產(chǎn)生的影響進(jìn)而發(fā)揮對機(jī)體食欲的調(diào)節(jié)作用。

2.1 CMP與短期食欲調(diào)節(jié)

目前已有大量研究表明，短期膳食食欲調(diào)控與多種胃腸道激素調(diào)節(jié)有關(guān)，這些調(diào)控食欲的胃腸道激素被稱之為飽腹信號(hào)。其中與CMP的食欲調(diào)節(jié)作用密切相關(guān)的飽腹激素包括：CCK、胰高血糖素樣肽-1（glucagon-like peptide-1，GLP-1）、肽 YY（peptide YY，PYY）。

2.1.1 CMP對CCK的影響

CCK是由小腸粘膜I細(xì)胞釋放的一種肽類激素，其作用機(jī)理為：特定食物和身體內(nèi)各種酶的復(fù)合作用刺激CCK分泌，進(jìn)而產(chǎn)生飽腹信號(hào)，達(dá)到控制食欲調(diào)節(jié)目的[21]。

大量實(shí)驗(yàn)證實(shí)，CMP通過刺激CCK分泌影響攝食，但CCK對攝食的調(diào)節(jié)作用僅在短時(shí)間內(nèi)有效，長時(shí)間的效應(yīng)機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。Geraedts等[22]通過實(shí)驗(yàn)證明，酪蛋白與乳清蛋白均可顯著促進(jìn)小腸內(nèi)分泌細(xì)胞系細(xì)胞（STC-1）釋放CCK。張寧寧等[23]借助大鼠實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)灌胃CMP后大鼠血漿CCK濃度迅速升高，大鼠攝食量明顯下降，CCK濃度在短時(shí)間（灌胃后15 min）內(nèi)達(dá)到峰值，灌胃30 min后則恢復(fù)灌胃前水平。Alireza等[24]的研究利用乳清分離蛋白（whey protein isolate，WPI）和酪蛋白糖巨肽（CGMP）誘導(dǎo) CCK釋放。這種誘導(dǎo)CCK釋放作用與之前的研究結(jié)果相似，但在該實(shí)驗(yàn)結(jié)果中發(fā)現(xiàn)這種對CCK釋放的影響僅限于在食物攝入的第一個(gè)小時(shí)，此后WPI和CGMP對葡萄糖代謝并無顯著影響。

2.1.2 CMP對GLP-1的影響

2.1.3 CMP對PYY的影響

PYY是由腸L細(xì)胞分泌的胃腸激素，存在于整個(gè)腸道中，在回腸遠(yuǎn)端具有較高的濃度。Sukkar等[27]通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，PYY的分泌濃度與常量營養(yǎng)素的組成有關(guān)，并與餐后熱量攝取成比例。PYY可通過調(diào)節(jié)直接攝食途徑或調(diào)節(jié)機(jī)體能量達(dá)到控制體重的效果。

Sloth等[28]研究顯示，給機(jī)體注射PYY可抑制食欲并使機(jī)體攝食量下降，當(dāng)注射停止后，這種抑制食欲的信號(hào)仍可持續(xù)長達(dá)12 h，這表明PYY是機(jī)體產(chǎn)生飽腹感的重要信號(hào)。Calbet等[29]通過人體實(shí)驗(yàn)證實(shí)，灌胃給予健康受試者乳清蛋白、酪蛋白以及二者的水解產(chǎn)物后，其血漿PYY濃度均明顯增加。Diepvens等[30]也發(fā)現(xiàn)牛乳蛋白（主要為酪蛋白）不僅可顯著提高GLP-1水平，乳清蛋白與豌豆蛋白水解物配合使用還可刺激PYY更大程度地抑制胃饑餓素釋放，從而對攝食量產(chǎn)生一定的影響。

2.2 CMP與長期食欲調(diào)節(jié)

長期攝食調(diào)節(jié)的外周食欲調(diào)控信號(hào)主要有兩種：瘦素和胰島素，這兩者相互作用，共同促進(jìn)各自發(fā)揮功能[20]。CMP通過促進(jìn)瘦素和胰島素的釋放達(dá)到調(diào)節(jié)食欲的目的。

瘦素（leptin）是一種能量平衡的長期調(diào)節(jié)劑，是脂肪組織分泌的信號(hào)。瘦素對機(jī)體能量代謝的調(diào)節(jié)作用主要通過減少攝食或增加能量消耗來實(shí)現(xiàn)，在低熱量膳食模式下瘦素可以獨(dú)立地促進(jìn)體重減輕[31]。Farooqi等[32]的研究表明，瘦素缺乏患者可通過補(bǔ)充瘦素來減少食物的攝入并降低體重，特別是降低脂肪組織重量。到目前為止尚無直接研究表明CMP能促進(jìn)血漿瘦素釋放，但已有研究表明乳清蛋白、酪蛋白可顯著增加血漿瘦素水平，且該作用與食欲調(diào)節(jié)有關(guān)[33]。

胰島素（insulin）參與調(diào)節(jié)機(jī)體的血糖代謝，控制血糖平衡。當(dāng)進(jìn)食一定量含有蛋白質(zhì)的物質(zhì)后，血液中氨基酸含量增加，機(jī)體內(nèi)胰島素分泌也逐漸增加。Veldhorst[25，34]的實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)攝入不含CMP的乳清蛋白時(shí)，其血漿胰島素水平比攝入含CMP的乳清蛋白高。但Geraedts等[22]進(jìn)行的乳清蛋白和CMP抑制大鼠攝食量的實(shí)驗(yàn)中，并未觀察到胰島素濃度顯著增加。關(guān)于CMP是否對胰島素的釋放具有促進(jìn)作用，仍需進(jìn)一步的研究加以證實(shí)。

2.3 其他與CMP有關(guān)的飽腹因子

胃饑餓素（ghrelin）是胃分泌的一種肽，大量研究結(jié)果證實(shí)其具有調(diào)節(jié)食欲、促進(jìn)攝食的功能。Blom等[35]的研究發(fā)現(xiàn)，與高糖膳食相比，早餐攝入高蛋白更能抑制餐后胃饑餓素的分泌，且胃饑餓素的分泌量與促胰島素多肽以及胰高血糖素之間存在高度相關(guān)性—二者可能共同介導(dǎo)餐后胃饑餓素反應(yīng)。Bowen等[36]的研究中，相對于果糖和葡萄糖，乳清蛋白對胃饑餓素的抑制作用可延長2 h～4 h。目前為止尚無關(guān)于CMP對胃饑餓素影響的直接研究。

3 展望

隨著人們生活水平的不斷提高，由于能量攝入過度而導(dǎo)致肥胖的人群越來越多。預(yù)防肥胖的最佳方法是通過改變膳食食物構(gòu)成來調(diào)節(jié)攝食行為。CMP作為牛乳蛋白中重要的生物活性物質(zhì)，可通過對外周食欲調(diào)控信號(hào)的作用對食欲產(chǎn)生影響。因此，明確CMP調(diào)控食欲的作用機(jī)制，對從膳食角度調(diào)節(jié)體重、控制肥胖具有重要的意義。