《食品科学》：浙江工商大学韩菲菲副研究员等：酪蛋白糖巨肽对大鼠结肠炎的缓解作用及机制

酪蛋白是牛乳中占比达80%的主要蛋白质，根据结构不同可分为

s1 -酪蛋白、

s2- 酪蛋白、

-酪蛋白和

-酪蛋白。

-酪蛋白作为其中唯一一类含糖基的蛋白质，经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又称酪蛋白巨肽或糖巨肽。碳水化合物结构域是CGMP发挥各种生物学功能的结构基础。研究发现，CGMP具有抗黏连、益生元和免疫调节等活性，其良好的安全性以及人体对CGMP的耐受性也已在临床试验中得到证实。此外，有研究报道了CGMP对噁唑酮诱导的实验性肠炎小鼠肠道炎症的改善作用。

浙江工商大学食品与生物工程学院的刘琪、赵雨晴和韩菲菲*等以葡聚糖硫酸钠（DSS）诱导肠黏膜屏障损伤的溃疡性结肠炎（UC）大鼠为模型，以CGMP对UC大鼠症状的影响为出发点，从肠黏膜机械、免疫、化学以及生物屏障角度探讨CGMP对UC症状的改善作用和可能机制，以期为开发功能性CGMP产品提供理论数据和应用基础。

1 CGMP对肠炎大鼠DAI的影响

DSS诱导肠道病变可以通过病鼠体质量下降百分比、大便性状和便血综合评分评价，通常用DAI反映。DAI评分是反映UC的重要指标之一。本研究发现，C组和CGMP组DAI没有显著差异，表明CGMP在健康大鼠中未引起肠道炎症或代谢异常；DSS在实验的第2～7天显著增加了大鼠的DAI；与DSS组相比，灌胃CGMP显著降低了UC大鼠的DAI，表明CGMP改善了DSS诱导的大鼠体质量降低、便血以及腹泻症状（图1）。

2 CGMP对肠炎大鼠血清中DAO含量的影响

DAO是肠黏膜上层绒毛中具有高度活性的细胞内酶，在组胺和多胺代谢中起作用，DAO含量能够反映肠道机械屏障的完整性和氧化损伤程度。本研究发现，与C组相比，DSS组血清中DAO含量显著升高（

P

＜0.01）；与DSS组相比，CGD组血清中DAO含量显著降低（

P

＜0.05）；与CGD组相比，CGMP组血清中DAO含量显著降低（

P

＜0.01），表明CGMP改善了UC大鼠结肠氧化损伤程度（图2）。

3 CGMP对肠炎大鼠结肠组织形态的影响

HE染色用于观察大鼠结肠组织形态结构。本研究发现，C组和CGMP组结肠组织，不管从形态、层次还是排列，都完整、标准、清晰且紧密齐整；在高倍镜的观察下可见到的肠上皮细胞结构鲜明、不存在异常形态；与此相比，CGD组结肠组织形态、结构、排列均处于较为正常、完整的状态，少量存在炎性细胞浸润现象；而DSS组结肠组织损伤较重，存在大量的炎性浸润；病变部位组织胀大，层次、结构、排列都存在不同程度的损伤和紊乱，损伤主要分布在黏膜层和黏膜下层，黏液层及黏膜层腺体被破坏且缺损严重，有形态异常腺体处于黏膜边缘，存在溃疡现象（图3）。

4 CGMP对肠炎大鼠结肠黏液分泌的影响

AB-PAS染色用于观察大鼠结肠黏液层和杯状细胞。本研究发现，C组和CGMP组结肠组织黏膜层中存在大量可见的杯状细胞且形态饱满圆润，黏液分泌丰富；与C组相比，DSS组杯状细胞含量明显较少且大小不均，黏液层破坏；CGD组结肠中分泌的黏液与DSS组相比有所增加，黏液连续完整（图4）。

5 CGMP对肠炎大鼠结肠组织CD68阳性细胞表达的影响

CD68是一种存在于巨噬细胞表面的特异性标志物，而结肠巨噬细胞与结肠炎发生关系十分密切，由于结肠炎中炎症水平上升，巨噬细胞的数量增多，从而反应结肠炎症水平。本研究发现，与C组相比，DSS组结肠组织CD68阳性细胞表达量显著增多（

P

＜0.01）；与DSS组相比，CGD组和CGMP组CD68阳性细胞表达量显著降低（

P

＜0.01）；与CGD组相比，CGMP组中CD68阳性细胞表达量显著降低（

P

＜0.01），表明CGMP改善了UC大鼠结肠炎（图5）。

6 CGMP对肠炎大鼠结肠组织MUC2基因表达水平的影响

MUC2属于分泌型黏蛋白，主要在肠道中分泌，对黏膜上皮起保护和润滑作用。本研究发现，与C组相比，DSS组大鼠结肠组织

MUC2

基因表达水平显著降低（

P

＜0.01）；与DSS组相比，CGD组和CGMP组结肠组织

MUC2

基因表达水平显著升高（

P

＜0.01）；与CGD组相比，CGMP组结肠组织

MUC2

基因表达水平显著升高（

P

＜0.01），表明CGMP使结肠组织分泌更多的MUC2，从而缓解UC大鼠结肠炎（图6a）。

7 CGMP对肠炎大鼠炎性因子基因表达水平的影响

TNF-α和IL-6是两种典型的促炎因子，它们参与体内炎症反应，在受到刺激发生炎症反应时呈现高表达，TNF-α和IL-6的过度产生导致肠道内环境紊乱，这是促使UC发生的重要环节。本研究发现，与C组相比，DSS组大鼠结肠组织

TNF-α

基因表达水平显著升高（

P

＜0.05）；与DSS组相比，CGD组和CGMP组结肠组织

TNF-α

基因表达水平显著降低（

P

＜0.05）（图6b）。此外，与C组相比，DSS组大鼠结肠组织

IL-6

基因表达水平显著升高（

P

＜0.01）；与DSS组相比，CGD组和CGMP组结肠组织

IL-6

基因表达水平显著降低（

P

＜0.05）（图6c），表明CGMP可以降低TNF-α和IL-6的含量，从而缓解UC大鼠结肠炎。

8 CGMP对肠炎大鼠结肠内容物中SCFAs含量的影响

肠黏膜生物屏障由肠道内的常驻菌群构成，正常机体肠道内的常驻菌群会在肠道内形成一个稳定平衡的微生态系统，在病原体入侵肠道时发挥保护作用，肠道菌群紊乱会影响其相关代谢产物SCFAs等的波动，SCFAs作为肠道菌群重要的代谢产物，具有抑制炎症、提供能量和营养肠道等功能。体内和体外实验都发现，乙酸、丙酸、丁酸可抑制细菌脂多糖诱导的促炎因子TNF-α的产生和释放，从而抑制炎症反应。各组大鼠结肠内容物中检出的SCFAs主要为正丁酸、丙酸、乙酸、异丁酸（图7）。本研究发现，与C组相比，DSS组异丁酸含量显著降低（

P

＜0.01），正丁酸、丙酸、乙酸含量有所下降，但差异均无统计学意义（

P

＞0.05）；与DSS组相比，CGD组异丁酸、乙酸和丙酸含量有所升高，正丁酸含量有所下降，但差异均无统计学意义（

P

＞0.05）；与DSS组相比，CGMP组异丁酸含量显著升高（

P

＜0.01），正丁酸、丙酸、乙酸含量有所升高，但差异均无统计学意义（

P

＞0.05）。

结论

DSS是一种高水溶性化合物，对结肠上皮细胞具有毒性，可破坏上皮屏障完整性，导致结肠上皮通透性增加，引发大分子抗原物质对肠道的刺激，从而诱导结肠炎，常在实验研究中被用来作为UC模型的诱导剂。DSS诱导的UC模型大鼠具有与人类UC相似的疾病病理，包括体质量减轻、腹泻、便血、肠黏膜损伤等症状，其中便血的严重程度是评价UC肠黏膜屏障损伤程度的重要指标之一。Kim等使用DSS诱导的大鼠结肠炎模型比较小檗碱和氧化锌（ZnO）的抗炎作用，DSS诱导的大鼠体质量减轻、结肠缩短、粪便含水量增加以及DAI增加。本研究发现，大鼠每天自由饮用含5.0% DSS的饮用水后，会造成其体质量明显下降、大便稀溏、便血以及DAI增加，这与López-Posadas等建立的UC大鼠模型具有相似的症状。

结肠组织形态的改变是UC的典型表现之一。现有研究发现单宁酸、紫甘薯花青素等可以改善UC小鼠结肠杯状细胞与隐窝数量的减少、结构破坏以及黏膜层炎症细胞浸润。本研究观察大鼠结肠组织切片HE染色和AB-PAS染色结果显示，结肠炎大鼠肠黏膜出现典型的结构损伤；而CGMP可以显著改善DSS诱导的肠绒毛形态改变、杯状细胞和黏液减少以及炎性细胞浸润。正常情况下，DAO存在于肠绒毛中，血液中含量非常低，其变化可反映肠黏膜屏障的完整性。UC大鼠的肠黏膜机械屏障功能受损，黏膜通透性增加，使肠道细胞受损释放出DAO并渗透到血液中。研究发现，溃结灵可通过改善肠黏膜屏障功能使UC大鼠血清中的DAO含量降低；本研究发现CGMP也能够显著降低UC大鼠血清中DAO水平。CD68标记的巨噬细胞数量增多通常预示结肠炎症的存在；本研究发现CGMP显著降低了DSS诱导的肠组织CD68阳性细胞数量的增加。肠道黏膜层中的MUC2对肠道有直接的保护作用，MUC2表达下降，黏膜屏障功能受到破坏，肠腔内抗原、内毒素则会诱发免疫反应，形成炎症；本研究发现CGMP显著增加结肠组织MUC2的基因表达水平。TNF-α和IL-6在UC发病中起重要作用，可用来检测疾病活动和治疗效果。研究发现，榄仁果实醋酸乙酯提取物能够显著降低UC小鼠结肠TNF-α和IL-6的水平。本研究将CGMP灌胃给UC大鼠7 d后，也显著降低了结肠炎大鼠结肠组织炎症因子

TNF-α

IL-6

基因水平，缓解了DSS诱导的结肠组织炎性损伤，与前期CGMP能够改善噁唑酮诱导的UC小鼠肠黏膜屏障损伤的结果一致。

UC患者结肠腔中SCFAs浓度的降低已在很多研究中得到证实；同时，SCFAs水平与肠道屏障功能的维持存在显著关系。本研究采用气相色谱-质谱技术检测UC模型大鼠肠道内容物中SCFAs含量发现，UC大鼠结肠内容物中以异丁酸为代表的SCFAs含量较正常组显著降低；而给予CGMP干预则能使大鼠结肠内容物中异丁酸的含量显著增加。有关研究发现，在UC活动期，产丁酸菌的缺乏与丁酸含量减少显著相关。由于缺乏丁酸，肠黏膜屏障功能易受损，从而增加管腔内容物暴露于宿主免疫系统的风险，加剧免疫反应。此外，UC患者肠道内丁酸的减少可使结肠黏膜中炎性介质核因子-

B水平及活性增加，导致肠黏膜细胞过度的免疫反应，进而影响UC的发生与持续。

尽管DSS诱导的结肠炎模型在病理特征上与人类UC具有相似性，但其急性损伤机制与人类慢性免疫失调存在差异。本研究结论主要适用于急性肠道屏障修复机制的探索，未来需结合慢性炎症模型进一步验证CGMP的应用潜力。此外，异丁酸显著变化可能因其作为特定菌群代谢产物的敏感性较高，而其他3 种SCFAs受个体差异以及样本量限制未达统计学显著性。研究通过SCFAs间接反映菌群变化，但未直接分析菌群组成。未来需结合16S rRNA测序明确CGMP对产丁酸菌（如梭菌）的调控作用。

本研究发现，灌胃5 mg/kg CGMP可以改善DSS诱导的大鼠结肠炎。CGMP通过改善DSS诱导的结肠组织破坏和抑制炎症因子TNF-α和IL-6水平的升高恢复肠道通透性，改善肠黏膜炎性损伤；可能通过调节肠道菌群改变SCFAs水平，促进肠黏膜屏障功能的修复，从而实现对UC的改善功能。CGMP作为一种天然乳源成分，是开发为修复肠黏膜屏障、缓解肠炎的潜在功能性物质。CGMP可开发为特医食品或膳食补充剂，用于UC患者的营养支持。

通信作者：

韩菲菲 副研究员

浙江工商大学食品与生物工程学院

浙江大学博士，加拿大英属哥伦比亚大学和英国利兹大学访问学者。研究方向为食品营养与肠道健康；研究兴趣包括膳食活性成分对肠道健康的影响，营养组分的相互作用及消化特性对慢性疾病的预防及机制研究。主持的科研项目包括国家自然科学基金青年科学基金、浙江省自然科学基金面上项目、浙江省一流学科建设国际合作研究项目等15 项；参与的课题包括国家自然科学基金杰出青年科学基金、国家自然科学基金面上项目、国家863计划项目课题等。参编学术专著2 部，发表学术论文50余篇；获国家发明专利授权4 项；获教育部科学进步奖二等奖1 项，浙江省科学技术二等奖1 项。

第一作者：

刘琪硕士研究生

浙江工商大学食品与生物工程学院

研究方向为食品营养与肠道健康。

本文《酪蛋白糖巨肽对大鼠结肠炎的缓解作用及机制》来源于《食品科学》2025年46卷第15期205-211页，作者：刘琪，赵雨晴，陈思阳，韩小倩，韩菲菲*。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250306-049。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

实习编辑：农梦琪；责任编辑：张睿梅。点击下方 阅读原文 即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网