食源性生物活性肽對2型糖尿病的干預(yù)作用及其機(jī)制研究進(jìn)展

張 舒，王長遠(yuǎn)，張東杰,3,*

（1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江 大慶 163319；2.國家雜糧工程技術(shù)研究中心，黑龍江 大慶 163319；3.黑龍江省農(nóng)產(chǎn)品加工與質(zhì)量安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江 大慶 163319）

糖尿病是最常見的代謝性疾病之一，主要包括1型糖尿病、2型糖尿?。╰ype 2 diabetes mellitus，T2DM）和妊娠糖尿病。21世紀(jì)以來糖尿病發(fā)病率持續(xù)上漲，預(yù)測在2045年患病人數(shù)將增至7億，其中T2DM患者比例高達(dá)90%～95%，且發(fā)病人群逐漸“年輕化”。T2DM是由于胰島素分泌不足、敏感度低或二者協(xié)同作用引起的機(jī)體營養(yǎng)代謝紊亂，并以持續(xù)高血糖為典型特征的退行性疾病[1]，若未及時(shí)進(jìn)行干預(yù)、調(diào)控，可能會(huì)誘發(fā)更為嚴(yán)重的糖尿病并發(fā)癥，因此預(yù)防、干預(yù)、調(diào)控、治療T2DM的行動(dòng)與措施刻不容緩。

高糖高脂飲食誘發(fā)的“假性糖尿病”在初期可以通過改變生活方式干預(yù)，如通過運(yùn)動(dòng)行為提升、飲食調(diào)節(jié)來進(jìn)行調(diào)控，但對于T2DM患者來說生活方式調(diào)節(jié)策略無法使血糖得到很好的控制，必須通過藥物進(jìn)行干預(yù)治療。目前T2DM最有效的治療途徑為注射胰島素和口服降糖藥物，常見的降糖藥物有雙胍類、格列汀類、波糖類、X肽等[2]，但通過基因重組技術(shù)和人工合成的非自然分子結(jié)構(gòu)使它們大多數(shù)存在副作用、不良反應(yīng)及耐藥性。因此，需要將注意力集于預(yù)防和治療T2DM的天然活性物質(zhì)開發(fā)上。研究表明，日常食用的谷物、果蔬、魚肉蛋奶等食品對血糖調(diào)節(jié)均有積極作用[3-5]，但科研人員不再只滿足于表面血糖值下降的現(xiàn)象性研究，而是試圖鑒定食品中的抗糖成分及其作用機(jī)制，目前已知具有降糖功效的膳食組成包括可溶性纖維、多酚類化合物、多糖和多肽等[6]。其中分子質(zhì)量低、生物利用度高、結(jié)構(gòu)靈活的天然食源性生物活性肽能夠在消化系統(tǒng)被吸收后進(jìn)入血液循環(huán)，與體內(nèi)的不同受體發(fā)生相互作用[7]，多角度干預(yù)和調(diào)控T2DM，如基于解偶聯(lián)調(diào)節(jié)能量代謝、促進(jìn)葡萄糖代謝[8]；介導(dǎo)磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B（phosphatidylinositol 3-kinase/protein kinase B，PI3K/AKT）、絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）等通路提高胰島素敏感性[9]；通過抑制T2DM疾病相關(guān)代謝酶進(jìn)行靶向研究[10]。因此攝入活性肽等功能因子也被認(rèn)為是糖尿病管理的補(bǔ)充方法和有效的疾病管理策略。

近年來，關(guān)于食源性生物活性肽的分離、鑒定、表征和活性的研究相對較多，主要是在分子水平上進(jìn)行定量構(gòu)效關(guān)系模型（quantitative structure-activity relationship，QSAR）擬合或通過分子對接等預(yù)測多肽的生物活性和理化性質(zhì)[11]，而其在細(xì)胞水平及動(dòng)物體內(nèi)的評估性研究相對較少。目前，開發(fā)更高生物活性、特異性或生物利用度的新型食源性生物活性肽用于防治T2DM等代謝相關(guān)疾病已成為新興的研究課題。本文就T2DM的治療現(xiàn)狀，系統(tǒng)回顧了食源性降糖活性肽的制備、分離純化和鑒定的方法，并從靶向調(diào)控關(guān)鍵性酶、激素和蛋白的角度綜述了食源性活性肽在干預(yù)T2DM方面的現(xiàn)狀，同時(shí)還討論了其他重要因素在未來研究中的趨勢和發(fā)展方向。

1 食源性生物活性肽的特性和來源

食源性生物活性肽是存在于蛋白質(zhì)中可表達(dá)生物活性的氨基酸序列肽段，多數(shù)由2～20 個(gè)氨基酸殘基組成，其被加密在原親本蛋白的序列中，在其前體蛋白中并不活躍，需要蛋白質(zhì)經(jīng)過體外深加工，菌種發(fā)酵，內(nèi)、外源性蛋白酶水解及體內(nèi)消化吸收等方式特異性切割并釋放，其相比于其他大分子物質(zhì)更易被身體消化吸收，且肽段越小越易被腸上皮細(xì)胞肽酶水解[12]，但底物蛋白質(zhì)的分離過程可能受到多糖、脂質(zhì)、蛋白酶、氧化酶和多酚的干擾[13]，故直接從動(dòng)植物中分離純化生物活性肽是一項(xiàng)非常困難的任務(wù)，且成本高、產(chǎn)量低。而操作簡單、成本低的制備方法更適用于實(shí)際應(yīng)用，如化學(xué)水解法、酶解法和微生物發(fā)酵法，但化學(xué)水解法制備過程中副產(chǎn)物較多，易引起肽失活[14]，并不是活性肽制備的優(yōu)選方法。利用食品級蛋白酶進(jìn)行酶解可維持氨基酸的結(jié)構(gòu)和構(gòu)型[15]，此過程中沒有毒害物質(zhì)產(chǎn)生，安全性高、重復(fù)性好；而發(fā)酵法的酶解率高，過程中的代謝調(diào)控可合成和分泌小肽，代謝產(chǎn)物也能夠修飾肽的功能基團(tuán)提高活性[14]，二者顯然優(yōu)于化學(xué)水解，故目前常用的生物活性肽制備方法為酶法及發(fā)酵法。

制備食源性降糖活性肽經(jīng)常使用的蛋白酶有堿性蛋白酶、風(fēng)味酶、胰蛋白酶、胃蛋白酶和木瓜蛋白酶[16-18]，這些商業(yè)蛋白酶的裂解位點(diǎn)已經(jīng)被證實(shí)，預(yù)測肽段裂解模式，選擇合適的蛋白酶對活性肽的有效制備非常重要。內(nèi)、外源性蛋白酶的作用位點(diǎn)及D-氨基酸多肽的累積程度均會(huì)使活性肽的降糖效果存在較大差異，蛋白的預(yù)處理及酶解條件如酶活力、水解時(shí)間、酶與底物比等也會(huì)影響最終的水解度，優(yōu)化反應(yīng)條件可降低肽裂解位點(diǎn)上氨基酸的異構(gòu)化，防止D-氨基酸多肽累積，促進(jìn)底物酶解，提升酶解效率[19]。此外，采用復(fù)合酶酶解增加裂解位點(diǎn)，促進(jìn)水解范圍，制備出高活性小肽的幾率更大[20]。王婷婷[21]比較了6 種單一酶和復(fù)合酶對海參肽的水解度、分子質(zhì)量分布和改善胰島素抵抗活性的差異，結(jié)果表明復(fù)合酶酶解所獲得的海參肽在軟脂酸和高糖誘導(dǎo)的HepG2細(xì)胞胰島素抵抗模型中表現(xiàn)出更優(yōu)的活性。雖然酶解是從全食品蛋白中獲得生物活性肽最常見的方法，但酶解工藝操作不當(dāng)會(huì)使蛋白質(zhì)水解過度，產(chǎn)生苦味氨基酸，影響其食味價(jià)值，也會(huì)導(dǎo)致水解物中具有降糖功效的活性肽含量下降[22]。有研究表明微生物發(fā)酵過程中產(chǎn)生的肽酶具有除苦肽的功效，可以改善食源性生物活性肽的風(fēng)味[23]，此外該方法制備的活性肽也更容易被人體消化吸收利用。李璇[24]對多種菌體進(jìn)行篩選，發(fā)現(xiàn)乳桿菌MW1水解乳蛋白后的產(chǎn)物具有較高的雙酶（α-葡萄糖苷酶、二肽基肽酶（dipeptidyl peptidase，DPP）-IV酶）抑制活性。但采用單獨(dú)的發(fā)酵法也存在基質(zhì)表面積受限[25]、底物蛋白質(zhì)降解不充分和肽得率低的情況，液態(tài)發(fā)酵法雖可以較好解決上述問題，但同樣有菌體代謝產(chǎn)物酶活低的缺陷[26]。

綜合單一方法的優(yōu)勢及局限，近年通過微生物發(fā)酵聯(lián)合酶解技術(shù)形成優(yōu)勢協(xié)同，提高蛋白質(zhì)的水解度和轉(zhuǎn)化率[27]，生成高活性肽的研究較為廣泛，該方法利用菌體胞外蛋白酶啟動(dòng)蛋白質(zhì)水解，并通過肽轉(zhuǎn)運(yùn)激發(fā)胞內(nèi)多肽酶，進(jìn)而降解大分子寡肽[28-29]，并在其他商業(yè)酶作用下進(jìn)一步分解成具有一定的降糖活性的短肽或氨基酸，但廖斌[30]先通過酶解提高水解速率、再發(fā)酵降解寡肽的手段也獲得了營養(yǎng)品質(zhì)較高的生物活性肽。大量研究證實(shí)利用菌-酶聯(lián)合的手段獲得的食源性活性肽均有顯著的抗氧化能力[31-33]，雖目前利用該方法制備的多肽還鮮有降糖效果評估方面的報(bào)道，但Zhang Pengju等[34]證實(shí)了改善氧化應(yīng)激和抗氧化療法在治療T2DM中的重要作用，這也間接提升菌-酶協(xié)同制備出高效價(jià)食源性降糖肽的可能性（上述方法的工藝流程如圖1所示）。除上述將蛋白質(zhì)水解成肽鏈的生化手段外，利用化學(xué)合成法將氨基酸連接同樣可獲得肽，雖然合成肽的操作復(fù)雜，經(jīng)濟(jì)損耗大，安全性有待考證，但此方法獲得的肽純度較高，可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，并能夠?qū)Π悬c(diǎn)進(jìn)行針對性治療，故目前合成肽已經(jīng)逐漸成為藥物研發(fā)的主要趨勢，但在食品領(lǐng)域更傾向于從食物基質(zhì)中分離獲得目標(biāo)活性肽，化學(xué)合成法更多被作為深入探究的一種手段。

圖1 食源性生物活性肽的制備工藝流程[23-32]Fig.1 Flow charts for the preparation of food-derived bioactive peptides[23-32]

若想對食源性生物活性肽進(jìn)行深入的體內(nèi)外靶向研究，分離純化和鑒定過程必不可少。活性肽的分離純化需利用多步驟逐一獲得越來越精細(xì)的小分子肽，并在每一步后進(jìn)行活性跟蹤。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，具有降糖活性的肽一般集中在分子質(zhì)量較小的范圍內(nèi)，而超濾等膜分離技術(shù)為濃縮具有降糖作用的多肽提供了一種有效途徑[35]。然后可通過凝膠過濾色譜、離子交換色譜、疏水性相互作用色譜、反相高效液相色譜、親和層析色譜、電泳及雙水相萃取等方法利用目標(biāo)物的電荷性、極性、分子質(zhì)量等逐級分離純化出寡肽。離子交換色譜、凝膠過濾層析及反相高效液相色譜是制備食源性活性肽較為常用的純化技術(shù)，但值得注意的是，利用凝膠過濾層析分離可能會(huì)使生物活性肽丟失降糖活性，且反相色譜以C18為固定相，有機(jī)溶劑為流動(dòng)相時(shí)易使蛋白變性。但沈佳奇[36]利用Sephadex G-50葡聚糖凝膠純化獲得的麥芽根多肽仍對α-葡萄糖苷酶具有較好的抑制活性；江明珠[37]采用反相高效液相色譜以流動(dòng)相A（含0.05%三氟乙酸的超純水）與流動(dòng)相B（含0.05%三氟乙酸的乙腈）體積比為90∶10的色譜條件進(jìn)行純化，也獲得了Glu-Ala-Lys、Gly-Ser-Arg兩種大豆降糖肽，因此在對食源性生物活性肽進(jìn)行分離純化時(shí)需要研究者明晰原材料的特點(diǎn)，并結(jié)合不同技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，采用多種分離技術(shù)結(jié)合的模式，對降糖肽進(jìn)行準(zhǔn)確的分離（如超濾-離子交換色譜/凝膠過濾色譜/加壓毛細(xì)管電色譜-反相液相色譜結(jié)合、毛細(xì)管等電聚焦-反相加壓毛細(xì)管電色譜結(jié)合、超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜、加壓毛細(xì)管電色譜-反相液相色譜結(jié)合）。分離純化活性肽可能需要幾個(gè)月的工作，且無法保證100%的成功率，因此研究者會(huì)采用一種看似更理性的方法，通過在硅基中釋放蛋白質(zhì)水解物中可能的生物活性肽（計(jì)算機(jī)預(yù)測）和QSAR建模，并利用分子對接篩選，合成制備降糖肽[12,38]；該方法雖然可以節(jié)省時(shí)間和成本，但仍存在活性肽生物利用度不高及副產(chǎn)物多等安全性問題。

2 食源性生物活性肽對T2DM的干預(yù)作用及其機(jī)制

2.1 促進(jìn)胰高血糖素樣肽-1分泌

胰高血糖素樣肽-1（glucagon-like peptide-1，GLP-1）是由30 個(gè)氨基酸組成的位于胰高血糖素原基因第4號的外顯子，其在胰島α細(xì)胞剪接翻譯后在空腸L細(xì)胞內(nèi)合成并釋放[39]。GLP-1作為腸促胰島素中促胰島素分泌作用最強(qiáng)的肽激素，是胰島素信號通路的關(guān)鍵性一環(huán)，在T2DM的葡萄糖穩(wěn)態(tài)中起著至關(guān)重要的作用，GLP-1不僅可以促進(jìn)胰島素合成分泌、改善胰島β細(xì)胞功能，加速β細(xì)胞增殖并抑制其凋亡，還可以抑制餐后胰高血糖素分泌、持久控制血糖[40]（圖2）。GLP-1的分泌調(diào)節(jié)主要依靠食物攝取、神經(jīng)信號、內(nèi)分泌等，但其在體內(nèi)的半衰期較短，分泌1～2 min后會(huì)被肝臟、腎臟、血液中的酶清除[41]。目前關(guān)于GLP-1受體激動(dòng)劑或類似物的研究主要從修飾天然GLP-1、制備長效緩釋制劑、植入式滲透泵以及人工合成（對酵母生產(chǎn)的GLP-1類似物進(jìn)行基因重組）4 方面進(jìn)行[40]。雖已有學(xué)者證實(shí)活性肽可通過激活鈣敏感受體（calcium sensing receptor，CaSR）介導(dǎo)的鈣/鈣調(diào)蛋白依賴性蛋白激酶（calcium/calmodulin-dependent protein kinase，Ca2＋/CaM/CaMK）通路促進(jìn)CCK和GLP-1的分泌[42]，但關(guān)于食源性的活性肽目前還只停留在水解物驗(yàn)證或通過組學(xué)篩選鑒定層面，如Jiang Pingzhe等[43]利用多肽組學(xué)技術(shù)篩選獲得AGFAGDDAPR肽，對小鼠灌胃57 d后，發(fā)現(xiàn)小鼠血液中GLP-1水平與T2DM模型組相比顯著上升，血液胰島素水平上升4.3 倍；Domenger[44]和Komatsu[45]等也分別對食物源性“血啡素”及酪蛋白中潛在的GLP-1激動(dòng)肽進(jìn)行鑒定并人工合成，發(fā)現(xiàn)兩種肽均可顯著促進(jìn)GLP-1的分泌；Heffernan等[46]證實(shí)魚肌肉蛋白水解物在細(xì)胞水平上可提升GLP-1的分泌量，徐斐然[2]也通過體內(nèi)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了菜籽蛋白水解物可顯著提升機(jī)體葡萄糖耐性、胰島素水平、GLP-1分泌量。到目前為止，高度純化和完整形式并證實(shí)具有提升GLP-1激素分泌效果的食源性肽段還鮮有報(bào)道，但鑒別具有潛在結(jié)構(gòu)-功能關(guān)系的食物源是確定活性肽GLP-1激動(dòng)作用機(jī)制的先決條件，同樣不可或缺。由于其降糖作用可依賴于飲食，故食源性GLP-1受體激動(dòng)劑或長效GLP-1類似物的開發(fā)意義重大。

2.2 抑制DPP-IV活力

DPP-IV是一種機(jī)體內(nèi)普遍存在的代謝酶，最初被認(rèn)為是一種T細(xì)胞分化的抗原，后來發(fā)現(xiàn)其可以表達(dá)于腸上皮細(xì)胞、血管內(nèi)壁、膽囊管細(xì)管、肺泡細(xì)胞和皮膚纖維細(xì)胞等多種類型的細(xì)胞表面。DPP-IV酶能夠裂解腸促胰島素，導(dǎo)致其活性循環(huán)水平降低，而當(dāng)該酶活力減弱時(shí)可延長腸促胰島素激素的半衰期（圖2），從而增強(qiáng)胰島素和糖調(diào)節(jié)電位[47]，故抑制DPP-IV水平和活力被認(rèn)為是T2DM的新型調(diào)節(jié)劑。目前臨床上使用的DPP-IV抑制劑類治療藥物主要為格列汀類，相比于雙胍類、磺脲類、噻唑烷二酮類藥物，DPP-IV抑制劑的副作用小，但同樣存在不適用人群，因此食源性DPP-IV抑制肽作為血糖控制靶點(diǎn)的調(diào)節(jié)劑已展現(xiàn)出十分重要的前景。

圖2 食源性生物活性肽對2型糖尿病干預(yù)及調(diào)控機(jī)制Fig.2 Regulatory effects and mechanisms of food-derived bioactive peptides on T2DM

表1總結(jié)了近年來發(fā)現(xiàn)的具有DPP-IV酶抑制活性的食物源生物活性肽[48-62]，研究表明其抑制活性被認(rèn)為與肽鏈中氨基酸殘基的序列的種類、疏水性及官能團(tuán)有關(guān)[63]；活性肽中疏水性氨基酸的含量越高或其存在于肽鏈的N端則具有DPP-IV酶抑制活性的可能性越大，肽活性越強(qiáng)；且當(dāng)Pro、Arg存在或二者在氨基酸序列倒數(shù)第二位或Pro在C端時(shí)活性肽的抑制率更高[64]。Nongonierma等[11]從駱駝奶蛋白鑒定出的LPVP、MPVQA肽序列表現(xiàn)出更低的DPP-IV酶活力半抑制濃度（half maximal inhibitory concentration，IC50）值。此外，天然的食源性蛋白水解物對DPP-IV酶的IC50值數(shù)量級一般在mmol/L，利用超聲、微波等輔助手段可增強(qiáng)蛋白質(zhì)對商業(yè)蛋白酶的敏感度，使水解度在20%～40%范圍內(nèi)，可增強(qiáng)對DPP-IV酶的抑制活性，但過度水解同樣不利于DPP-IV酶抑制肽的制備[65]；通過合成或修飾后的衍生肽IC50值可達(dá)到μmol/L[48-49,56]，少部分效果較為優(yōu)異的活性肽IC50值在50～200 μmol/L[12]。Nongonierma等[66]研究發(fā)現(xiàn)合成的乳源性二肽對DPP-IV酶的IC50值水平在μg/mL，與天然酪蛋白、乳鐵蛋白、乳球蛋白的水解物相差1.5～70.0 倍，但與臨床藥物的nmol/L范圍仍相差甚遠(yuǎn)[52]。

表1 食源性蛋白質(zhì)中鑒定的具有DPP-IV酶抑制效果的生物活性肽Table 1 Bioactive peptides with dipeptidyl peptidase-IV inhibitory effects derived from foodborne proteins

相比與GLP-1激動(dòng)肽，許多DPP-IV抑制肽已從谷物、肉類、奶源中被分離、鑒定出。目前食源性DPP-IV抑制肽的鑒定方法主要是利用生化手段，該方法雖可以在短時(shí)間內(nèi)篩選大量樣本，但對于其活性表征并不充分，無法預(yù)期體內(nèi)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果或成功率，因此還要在細(xì)胞和分子水平進(jìn)行深層次研究，搭建生物化學(xué)與體內(nèi)研究的橋梁。如Lammi等[56]通過原位細(xì)胞的特異性檢測技術(shù)，從細(xì)胞水平上對大豆DPP-IV抑制肽的抑制率進(jìn)行驗(yàn)證；董宇婷[57]和徐斐然[2]也通過離體擬合技術(shù)對食物源抑制肽的活性表征進(jìn)行深入探究。未來需開展更多類似的研究以填補(bǔ)區(qū)間空白。

2.3 抑制α-葡萄糖苷酶活力

消化酶抑制參與碳水化合物代謝也是其調(diào)節(jié)血糖的方法之一。食物中的碳水化合物在胃腸中無法直接被吸收，需要依靠小腸黏膜微絨毛表面的α-葡萄糖苷酶水解，釋放游離葡萄糖，使游離的單糖進(jìn)入血液循環(huán)，誘發(fā)餐后高血糖，因此抑制α-葡萄糖苷酶活力同樣被認(rèn)為是降低腸道內(nèi)葡萄糖釋放量的有效策略[67]（圖2）。α-葡萄糖苷酶抑制劑可以占據(jù)該酶在大分子碳水化合物上的催化位點(diǎn)，延緩多糖的轉(zhuǎn)化和單糖的釋放，改善餐后血糖水平使其處于平穩(wěn)狀態(tài)，達(dá)到調(diào)控T2DM的目的。研究表明，亮氨酸和異亮氨酸可快速分解轉(zhuǎn)化葡萄糖，具有促進(jìn)胰島素分泌、控制血糖的功效[68]，Salehi等[63]研究表明乳清蛋白中富含亮氨酸、異亮氨酸，且能夠提高餐后胰島素需求量，Lacroix等[69]也證實(shí)α-乳白蛋白水解物具有α-葡萄糖苷酶抑制作用；同樣從螺旋藻肽（LRSELAAWSR）[70]和胡桃蛋白肽（LPLLR）[71]中也發(fā)現(xiàn)了大量的亮氨酸序列，二者均對α-葡萄糖苷酶存在較強(qiáng)的抑制活性。且當(dāng)食源性生物活性肽具有以下結(jié)構(gòu)特征時(shí)，同樣可表現(xiàn)出優(yōu)異的抑制活性：1）有3～6 個(gè)氨基酸殘基；2）含—OH的氨基酸殘基（絲氨酸、蘇氨酸、酪氨酸）或N-末端為堿性氨基酸殘基（賴氨酸、精氨酸）；3）蛋氨酸和丙氨酸存在于C端或脯氨酸靠近C端；4）靜電荷是0或1＋[72-74]。此外，麥類雜糧如燕麥、藜麥、麥芽等也被認(rèn)為是具有抑制α-葡萄糖苷酶活性肽的良好來源[36,54,57]。

2.4 抑制胰島淀粉樣多肽的纖維化聚集

胰島淀粉樣多肽（islet amyloid polypeptide，IAPP）又稱Amylin，是一種與胰島素共定位、共包裝、共分泌的神經(jīng)內(nèi)分泌激素肽，二者共存于分泌顆粒中，并在人血糖升高時(shí)被釋放，抑制胰高血糖素的分泌，促進(jìn)葡萄糖代謝[75]。泛素-蛋白酶體系統(tǒng)和自噬體-溶酶體系統(tǒng)是調(diào)節(jié)IAPP周轉(zhuǎn)的兩大降解系統(tǒng)，在T2DM患者中，泛素-蛋白酶體系統(tǒng)活性顯著下降，自噬小體的成熟速度超負(fù)荷，使蛋白酶體復(fù)合物溶解功能被破壞[76]，IAPP降解速率降低[77]，進(jìn)而導(dǎo)致IAPP錯(cuò)誤折疊聚集成為淀粉樣纖維，并發(fā)生聚集沉積。此外還發(fā)現(xiàn)IAPP在聚集過程多伴隨細(xì)胞毒性，使胰島β細(xì)胞受損[78]；由于過度補(bǔ)償胰島素分泌的減少，使得存活下來的β細(xì)胞壓力增加導(dǎo)致功能喪失出現(xiàn)惡性循環(huán)，最終發(fā)生胰島素抵抗[79]，誘導(dǎo)慢性高血糖，這種細(xì)胞毒性是造成T2DM等疾病的主要因素之一（圖2）。目前在T2DM患者體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了人胰島淀粉樣多肽的纖維化聚集[80]，盡管在過去的幾十年里，T2DM的治療方法顯著增多，但這些藥物都不能阻止β細(xì)胞功能的逐漸衰退[81]。

有研究表明，短肽可抑制IAPP的聚集，在初期，研究者采用IAPP衍生肽截?cái)喔郊有揎椀氖侄芜M(jìn)行纖顫抑制，Porat等[82]早在2004年就發(fā)現(xiàn)截取IAPP中的核心模塊22～29殘基NFGAILSS，并采用酪氨酸替代苯基丙氨酸獲得NYGAILSS短肽，可以通過抑制芳香雜環(huán)的相互作用減少IAPP的聚集；近幾年，發(fā)夾肽的使用也為短肽的纖顫抑制提供新思路，與本體自結(jié)合相比，β-發(fā)夾肽的芳香環(huán)更易于與其疏水位點(diǎn)相結(jié)合，從而抑制其聚集[83]。Shi Yue等[84]證實(shí)了FLPVF這種新型的五肽可以抑制淀粉樣蛋白沉積，而根據(jù)BLAST搜索發(fā)現(xiàn)FLPNF存在于多種食物源性蛋白中，如大豆、鴿豌豆、豇豆和大米[85]。楊柳[86]也發(fā)現(xiàn)核桃多肽具有抗淀粉樣蛋白聚集的活性，但食源性生物活性肽集中針對T2DM方面的研究還鮮有報(bào)道；而從胰島的整體性出發(fā)，關(guān)注胰島素分泌的同時(shí)，阻止β細(xì)胞受損的整合性調(diào)節(jié)才是穩(wěn)定血糖的重要機(jī)制，對具有結(jié)合IAPP和抑制其纖顫的潛在食物蛋白基的全面挖掘或許將在T2DM的研究中取得重大突破。

2.5 影響葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體和鈉-葡萄糖協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的表達(dá)

葡萄糖攝入所需的轉(zhuǎn)運(yùn)體存在于身體各個(gè)組織細(xì)胞中，它主要分為兩類：一類是鈉-葡萄糖協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（sodium-glucose cotransporter，SGLT），以主動(dòng)方式逆濃度梯度轉(zhuǎn)運(yùn)葡萄糖[87]；另一類為葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體（glucose transporter，GLUT），以易化擴(kuò)散的方式順濃度梯度轉(zhuǎn)運(yùn)葡萄糖[88]。目前，人體已發(fā)現(xiàn)6 種SGLT亞型和5 種GLUT亞型，具體亞型分類如圖2所示。通過控制SGLT和GLUT蛋白表達(dá)量調(diào)節(jié)T2DM的作用機(jī)制與上述不同，其主要通過促進(jìn)組織細(xì)胞中GLUT易位加速葡萄糖代謝和減少SGLT表達(dá)抑制葡萄糖再吸收的獨(dú)特作用機(jī)制發(fā)揮降糖功效，而并非基于胰島調(diào)控，與胰島素分泌無關(guān)（圖3）。

圖3 兩大轉(zhuǎn)運(yùn)體家族的主要類型[86,88]Fig.3 Main types of two transporter families[86,88]

SGLT-2抑制劑屬于新一類降糖藥物，其主要為化學(xué)合成類藥物，如達(dá)格列凈、恩格列凈、Cefalo[89]等；天然產(chǎn)物中研究最為廣泛的為根皮苷[90]，北美芹素和葡萄素等天然活性物質(zhì)也逐漸被開發(fā)[91]，但目前對于活性肽抑制SGLT表達(dá)的報(bào)道仍甚少。而大量研究指出食源性活性肽具有促進(jìn)GLUT型轉(zhuǎn)運(yùn)體易位的干預(yù)行為，如植物源性活性肽（大豆肽[92-93]、核桃肽[94-95]、黑豆肽[96]、黃酒肽[97]等），以及動(dòng)物源性活性肽（海洋源肽[98]、鮭魚肽[99]、乳源性三肽[100]、海參水解物[101-102]等），上述食源性活性肽主要改善了GLUT-4的易位障礙，提高其轉(zhuǎn)移到細(xì)胞膜的數(shù)量，與傳統(tǒng)藥物相比毒副作用和免疫原性更低，優(yōu)勢更為明顯，但大多數(shù)觀察是在嚙齒動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行的，在人類中尚未得到驗(yàn)證。

3 結(jié)語

食源性生物活性肽是具有食品屬性的人體機(jī)能調(diào)節(jié)劑，此類功能性食品也是應(yīng)對特定人群從“被動(dòng)醫(yī)療”轉(zhuǎn)向“主動(dòng)健康”的前提。上述內(nèi)容表明食源性生物活性肽具有干預(yù)T2DM的潛在應(yīng)用，研究人員也力求從不同的食物源中開發(fā)新的活性肽，但目前將其作為治療藥物或功能性食品補(bǔ)充劑仍然具有挑戰(zhàn)性。天然活性肽的分離純化過程復(fù)雜且難度較高，易在制備過程中失活；即使有效分離出活性肽，商業(yè)轉(zhuǎn)化的成本問題也需要考慮；若根據(jù)其肽序列進(jìn)行合成，則需通過大量實(shí)驗(yàn)確保其合成肽的安全性。此外，活性肽的功效和生物利用度也是值得關(guān)注的問題，大量的文獻(xiàn)通過體外實(shí)驗(yàn)評估了生物活性肽調(diào)節(jié)T2DM的功效，但缺乏體內(nèi)有效數(shù)據(jù)的支撐，因活性肽可能會(huì)在腸道、血液和肝臟中發(fā)生分解、代謝和受損，也不排除與機(jī)體內(nèi)的其他非靶向酶發(fā)生相互作用從而無法發(fā)揮功能甚至失活，且生物活性肽機(jī)體內(nèi)降糖的作用機(jī)制尚未完全建立，對于其代謝組學(xué)、通路研究等機(jī)理研究較少，故無法保障體外的功效與體內(nèi)的效果相同。因此，在進(jìn)行人體臨床研究之前，需要進(jìn)行細(xì)胞、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)以及初步的藥代動(dòng)力學(xué)研究。

為增強(qiáng)口服食源性活性肽的有效性，還需要提高其溶解度和穩(wěn)定性，目前探究通過提高活性肽穩(wěn)定性和生物利用度使其達(dá)到緩釋的目的，這類新型的技術(shù)如Pickering乳液、微膠囊、納米顆粒、脂質(zhì)體、纖維等已涌現(xiàn)，遞送策略的優(yōu)化可最大限度地發(fā)揮食物源肽的防治功效。但多數(shù)實(shí)驗(yàn)周期較短，缺乏中長期實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，長期服用對細(xì)胞毒性和機(jī)體的安全性等問題還有待商榷。通過對食源性生物活性肽調(diào)節(jié)T2DM功效的綜述，有望為提前預(yù)防和輔助治療T2DM、提升食源性生物活性肽的生物利用率、及其在功能食品的研發(fā)等方面提供新的思路，以期在未來充分利用多學(xué)科領(lǐng)域的知識來推廣生物活性肽的使用，以改善人類健康。