协同护血管!亚麻籽环肽与ALA联手对抗高脂饮食炎症
近日,南昌大学食品学院食品营养与健康创新团队的硕士研究生宋海玲、邓泽元教授、郑溜丰副研究员等人在国际期刊Food & Function发表了题为"Flaxseed cyclolinopeptide-mediated regulation of α-linolenic acid metabolism alleviates high-fat diet-induced vascular inflammation"的文章。本研究聚焦亚麻籽中两种核心活性成分,含蛋氨酸的环肽[1-9-NaC]-linsorb B2(CLB)与α-亚麻酸(ALA),在缓解血管炎症中的协同作用。研究发现,CLB与ALA联合干预显著抑制了高脂饮食诱导的体重增长、血清TMAO水平及血脂异常,并在组织学层面减轻了血管内膜增生与脂质沉积。机制上,CLB通过上调脂氧合酶和细胞色素P450酶表达并直接结合其催化口袋,增强了ALA向抗炎代谢物的转化效率;酶活性抑制实验进一步证实该协同效应依赖于ALA的酶促代谢。研究结果为理解亚麻籽多组分协同增效机制及开发靶向血管炎症的膳食策略提供了依据。第一作者为2023级硕士研究生宋海玲,通讯作者为郑溜丰副研究员。
(原文链接)https://doi.org/10.1039/d5fo02406d
1. CLB与ALA联合干预在抑制HFD小鼠体重增长、降低血清TMAO及改善血脂谱方面效果显著优于单一组分。
2. 联合干预有效减轻主动脉内膜增厚与脂质沉积,并抑制IL-6、IL-1β、ICAM-1等多种血管炎症因子表达。
3.CLB通过上调LOX/CYP酶表达并直接结合酶活性口袋,促进ALA向抗炎代谢物转化;酶抑制后协同效应消失,证实ALA代谢为关键环节。
亚麻籽因其富含α-亚麻酸及独特的环肽类化合物而被广泛研究。ALA占亚麻籽总脂肪酸的50–60%,摄入ALA与心血管事件风险降低相关,这主要归功于其调脂与免疫调节功能。然而,ALA在体内向DHA和EPA的转化率极低,分别仅为0.5~5%和5~8%,提示其抗炎效应可能通过其他代谢途径实现。环肽[1-9-NaC]-linsorb B2(传统命名为CLB)是一种重要的亚麻籽环肽,在不同品种亚麻籽中其比例稳定,具有多种生物活性,抗炎作用尤为突出。既往研究多在细胞模型中考察单一纯化组分的功能,或直接饲喂全脂亚麻籽油,鲜有在长期在体干预中探究核心成分间是否存在相互调控。
心血管疾病是全球首要致死原因。除高血压、血脂异常等传统因素外,炎症在动脉粥样硬化与内皮功能障碍中的驱动作用日益明确。高脂饮食不仅导致能量过剩,更通过升高肠道菌群代谢物TMAO等途径直接诱发血管炎症。作为介导亚麻籽健康效应的两种主要活性物质,ALA与CLB若存在联合作用,将有助于解释全食物摄入优于单一成分补充的现象,并为设计精准营养策略提供依据。然而,二者在缓解HFD诱导血管炎症中是否具有联合增强效应,以及其潜在机制,目前尚不明确。
本研究旨在通过长期HFD肥胖小鼠模型和TMAO诱导的急性血管炎症模型,明确CLB与ALA联合干预对血管炎症及损伤的缓解作用,阐明ALA代谢调控在该过程中的作用。
1)CLB与ALA联合干预抑制HFD诱导的体重增长与代谢异常
12周HFD喂养后,小鼠体重、附睾脂肪指数及血清ALT、AST、TC、LDL-C均显著升高。单独补充ALA或CLB对上述指标的改善有限,而联合干预组体重自第9周起明显受抑,血脂及转氨酶水平恢复至接近对照组。
2)CLB与ALA联合干预减轻血管内膜增生与脂质沉积
在血管组织层面,联合干预同样表现出更优的保护效果。组织学分析显示,HFD组主动脉内膜显著增厚(从43.09 μm增至61.29 μm),弹性纤维排列紊乱;联合干预将壁厚恢复至44.06 μm,并有效清除主动脉弓脂质沉积。此外,联合干预将血清TMAO水平降至对照水平,且对血管炎症因子IL-6、IL-8、IL-1β、ICAM-1、TNF-α的mRNA及蛋白表达抑制效果均显著优于单药组。
3)CLB增强ALA酶促代谢是联合效应的关键环节
分子对接显示CLB能够进入5-LOX、12-LOX、15-LOX及CYP2C9、CYP2J2、CYP2C18、CYP2C19的催化口袋,通过疏水作用、氢键及π-π堆积与关键残基结合。生物膜干涉实验进一步测得CLB与12-LOX和CYP2C19的解离常数分别为23.57 μM和47.02 μM,证实二者存在直接结合。在细胞水平,CLB以浓度依赖方式上调上述酶的表达,其中CYP2C19 mRNA水平提升82倍。在体补充CLB后,小鼠主动脉中ALA来源的代谢物13-HOTrE、9-HpOTrE和9,10-DiHODE含量显著增加。
亚麻籽环肽CLB与ALA在缓解高脂饮食诱导的血管炎症中表现出明确的协同效应。CLB通过上调LOX和CYP酶表达并与酶蛋白直接结合,增强了ALA向抗炎oxylipins的代谢转化;联合效应在ALA代谢酶被抑制后消失,进一步确证代谢调控为关键机制。研究结果揭示了亚麻籽中两种特征成分的功能互补性,为基于食物基质协同作用的营养干预策略提供了实验依据。
宋海玲,食品科学与工程硕士在读。以第一作者发表SCI论文2篇,主要研究方向为食品营养。
郑溜丰,博士,副研究员,硕士生导师,南昌大学食品科学与资源挖掘全国重点实验室固定成员,省级人才。主要研究方向为食品蛋白质化学与营养调控、食源性活性分子健康效应及分子机制。主持国家自然科学基金2项、江西省自然科学基金4项、省级人才计划项目1项、企业横向合作课题4项;作为核心骨干参与“十四五”国家重点研发、973计划、科技部国际合作项目等国家级/省部级项目6项。获江西省科学技术进步奖二等奖1项、首届江西省创新争先奖(集体)。以第一/通讯作者在Food Research International、Journal of Agricultural and Food Chemistry、Food & Function、Molecular Nutrition & Food Research等期刊发表SCI论文30余篇,申请公开国家发明专利3项。
邓泽元,二级教授,博士生导师。南昌大学食品科学与资源挖掘全国重点实验室固定研究人员。享受国务院特殊津贴,赣鄱英才555工程人才、江西省新世纪百千万人才工程人选,江西省高校中青年学科带头人,首届江西省优秀硕士指导教师,江西省高等学校教学名师,获得教育部优秀中青年教师(支助),江西省主要学科学术与技术带头人,“食品科学”与“营养与食品卫生学”重点学科带头人。现任中国农学会微量元素与食物链分会副理事长,中国粮油学会营养分会副会长,中国营养学会营养转化医学分会副主任委员,江西省微量元素与健康研究会名誉理事长,江西省营养学会理事长;美国化学学会(ACS)会员、国际食品学会(IFT)会员,《食品科学》、《农产品加工学刊》、《食品安全质量检测学报》、《乳业科学与技术》、《南昌大学学报》(理科版)、J of Agri. Food Chem.和J of Food Biochem.编委,中国保健食品评审专家。