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骨关节炎、衰老等很多疾病都和氧化应激过高、肠道菌群紊乱密切相关,而硒是人体重要的抗氧化微量元素。
基于此,中国恩施土家族苗族自治州农业科学院向极钎团队在《Food Chemistry》杂志发表了“Modulation of oxidative stress and gut microbiota by selenium-containing peptides from Cardamine enshiensis and structural-based characterization”揭示了恩施碎米荠含硒肽的抗氧化、调菌群作用及结构研究。
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在D‑gal诱导的衰老小鼠中,SeCPPs可降低AchE活性与MDA含量,提高GSH‑Px活性,下调TNF‑α、IL‑6、IL‑1β水平并改善记忆;在抗生素处理小鼠中,SeCPPs可降低变形菌门丰度、提高Akkermansia丰度。研究从SeCPPs中鉴定出85种含硒肽,分子对接显示RV‑SeM‑I等肽段与DPPH•结合能低、亲和力强。与亚硒酸钠和SeMet相比,SeCPPs通过提升抗氧化酶活性、清除自由基及调节肠道菌群,表现出更优的抗氧化作用。
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图一 硒对小鼠不同器官的影响及不同硒源对大脑的影响
给药后硒可广泛分布于各组织器官,肝、肾、睾丸中硒积累量较高,毛发、骨骼和血浆中含量较低;不同硒化合物在组织中的分布存在差异,这与硒的化学形式、吸收及代谢途径相关。硒主要以硒代半胱氨酸或硒代蛋氨酸形式存在,硒代蛋氨酸主要经主动转运吸收并储存,无机硒则多被动吸收、易随尿液排出,生物利用度较低。
D-半乳糖可通过产生活性氧诱导氧化应激,长期给药会导致小鼠学习记忆障碍。Y迷宫()结果显示,D-半乳糖模型组小鼠错误臂停留时间增加;与模型组相比,硒代蛋氨酸和恩施碎米荠含硒肽可改善小鼠空间记忆并降低丙二醛含量与乙酰胆碱酯酶活性,而亚硒酸钠未表现出类似保护作用。
上述结果表明,有机硒可通过改善氧化应激发挥神经保护作用,提升小鼠学习记忆能力。
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图二 不同硒源对抗生素处理小鼠肠道菌群的影响
肠道菌群失调与代谢紊乱、炎症反应密切相关。本研究采用抗生素处理小鼠模型,探讨不同硒制剂对肠道菌群的影响。
结果显示,抗生素可显著降低小鼠肠道菌群的辛普森指数与香农指数,造成菌群多样性下降;各硒处理组与模型组间无显著差异。在门水平上,抗生素显著改变盲肠优势菌群(变形菌门、厚壁菌门、拟杆菌门)组成;与模型组相比,高剂量恩施碎米荠含硒肽可降低变形菌门丰度并使拟杆菌门恢复至正常水平,中剂量含硒肽则可明显提高厚壁菌门丰度。在属水平上,抗生素显著升高嗜麦芽窄食单胞菌丰度,而亚硒酸钠、硒代蛋氨酸及恩施碎米荠含硒肽均可逆转这一变化;
与模型组相比,亚硒酸钠和高剂量含硒肽显著提高阿克曼氏菌丰度,但亚硒酸钠同时升高肠杆菌水平。阿克曼氏菌可维护肠道屏障并调节免疫代谢,肠杆菌则与炎症因子分泌密切相关。此外,肠道菌群的改变还与氨基酸组成相关,赖氨酸、精氨酸、脯氨酸等可帮助宿主抵御应激,含完整必需氨基酸的肽段对肠道菌群具有重要调控作用。
总结
在本研究中,SeCPPs显示出与延缓衰老和调节肠道菌群的强相关性。SeCPPs对衰老小鼠学习认知能力及肝功能的改善作用,与其增强抗氧化酶活性和降低炎症因子水平有关。这些结果突显了SeCPPs通过清除自由基、增强抗氧化酶活性、减轻炎症反应以及改善肠道微生物环境,从而提升机体抗氧化状态的关键作用。
文章来源:
https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2022.133547
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