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张玉, 王君虹, 王伟, 朱作艺, 李雪. 蚕蛹蛋白酶解肽对糖尿病小鼠的降血糖作用[J]. 浙江农业科学, 2018,59(2):266-268  
doi: 10.16178/j.issn.0528-9017.20180231
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蚕蛹蛋白酶解肽对糖尿病小鼠的降血糖作用
张玉1,2, 王君虹1, 王伟1,2,*, 朱作艺1, 李雪1
1.浙江省农业科学院 农产品质量标准研究所,浙江 杭州 310021
2.农业部创意农业重点实验室,浙江 杭州 310021
王 伟,副研究员,从事农产品营养与健康研究工作,E-mail:wangwei5228345@126.com。

作者简介:张 玉(1977—),女,山东龙口人,副研究员,博士,从事农产品营养与健康研究工作,E-mail:zhyu7711@sohu.com。

基金项目: 国家自然科学基金青年科学基金(31401495); 浙江省自然科学基金(Y15C200031)
摘要

通过糖尿病小鼠模型,研究不同剂量蚕蛹蛋白酶解肽对链脲佐菌素(STZ)致糖尿病小鼠体重、血糖、糖化血清蛋白、脏器指数等指标的影响。结果表明:连续给药 5 周后,200和800 mg·kg-1·d-1的蚕蛹蛋白酶解肽可使STZ 诱导糖尿病小鼠的血糖分别下降 22.2%和34.2%;与高血糖模型对照组相比,蚕蛹蛋白酶解肽可明显降低小鼠糖化血清蛋白含量,改善STZ 诱导糖尿病小鼠心脏指数、肾脏指数、肝脏指数。蚕蛹蛋白酶解肽对STZ致糖尿病小鼠具有一定的降血糖治疗作用。

关键词: 蚕蛹蛋白; 肽; 糖尿病小鼠; 血糖
中图分类号:S859.1 文献标志码:A 文章编号:0528-9017(2018)02-0266-03

蚕蛹在我国资源丰富, 它富含蛋白质, 蛋白质含量达60%以上, 且蚕蛹蛋白含有18种氨基酸, 具有丰富的营养价值, 已被中国卫生部确认为一种新的食物资源[1, 2]。

糖尿病是一种以代谢异常为主要特征的临床综合征, 近年来发病率逐年增多, 已成为危害人类健康的三大慢性疾病之一。有研究发现, 蛋白质降解产生的肽段具有一定的生物活性, 能够参与调节机体新陈代谢或生理活动[3, 4]。有研究发现蚕蛹蛋白经不同方式酶解产生的酶解肽具有不同生理活性, 如抗氧化活性[5], 抑制血管紧张素转换酶活性[6]。我们前期通过体外活性测定研究发现, 蚕蛹蛋白经酸性蛋白酶酶解产生的多肽在体外具有抑制α -葡糖糖苷酶活性的作用[7], 但蚕蛹蛋白酶解肽进入机体, 消化吸收后, 是否具有降血糖活性, 还需要进一步研究。

本研究以链脲佐菌素(STZ)建立糖尿病小鼠模型, 研究蚕蛹蛋白酶解肽对糖尿病小鼠的血糖、糖化血清蛋白(GSP)、脏器指数等方面的影响, 探讨蚕蛹蛋白酶解肽在机体内的降血糖活性, 从而为蚕蛹蛋白酶解肽作为功能食品开发提供理论基础。

1 材料与方法
1.1 材料

蚕蛹蛋白粉, 南通福丽尔生物制品有限公司; 50 U· mg-1酸性蛋白酶, 上海源叶生物科技有限公司; 链脲佐菌素(STZ), 美国Sigma公司; 阿卡波糖片, 拜耳医药保健有限公司; 0.9%氯化钠注射液, 山东齐都药业有限公司; GSP测试盒, 南京建成生物工程研究所。其他试剂均为国产分析纯。

实验动物:清洁级雄性C57小鼠, 体重为(20± 2)g, 53只, 购自上海斯莱克实验动物有限责任公司, 许可证号:SCXK(沪)2013-0018。

BS110S型分析天平, 北京赛多利斯仪器有限公司; H-1650型高速离心机, 长沙湘仪离心机有限公司; UV-2102P型紫外分光光度计, 上海尤尼柯仪器有限公司; EZ-2溶剂蒸发工作站, 广州尚准仪器有限公司; MTYK-MI805 pH计, 北京中慧天诚科技有限公司; HZQ-B恒温培养摇床, 苏州威尔实验用品有限公司; HH-4数显单列四孔水浴锅, 金坛市盛蓝仪器制造有限公司; DW-86L388超低温冰箱, 青岛海尔集团; 血糖仪, 三诺安稳免调码型血糖仪。

1.2 方法

1.2.1 蚕蛹蛋白酶解肽的制备

称取10.0 g的蚕蛹蛋白粉于250 mL锥形瓶中, 加入150 mL的蒸馏水搅拌混匀, 用1.0 mol· L-1 HCl溶液调节pH值至3.8, 加入0.2 g的酸性蛋白酶混合均匀, 塞上橡胶塞子, 放入摇床中以150 r· min-1的转速培养4.6 h, 取出, 100 ℃沸水浴10 min后冷却至室温, 用1.0 mol· L-1 NaOH溶液调节pH值至7.0, 将样品溶液倒入离心管中以4 000 r· min-1的转速离心20 min, 取上清液在EZ-2真空浓缩蒸发工作站蒸干后, 取一定量干燥物, 进行后续实验。

1.2.2 动物分组、模型建立

53只C57小鼠, 其中10只设为正常对照组, 43只用于建立高血糖小鼠模型, 将建模小鼠按体重135 mg· kg-1腹腔注射STZ溶液, 3 d后禁食5 h, 取尾血测空腹血糖, 高于11.1 mmol· L-1为高血糖成模小鼠。将成模小鼠取出40只, 分4组, 每组10只, 分别为模型对照组、蚕蛹蛋白肽低剂量组、蚕蛹蛋白肽高剂量组和阳性对照组。

正常对照组和模型对照组每天灌胃0.2 mL生理盐水; 低、高剂量蚕蛹蛋白肽组分别灌胃200 mg· kg-1· d-1和800 mg· kg-1· d-1的蚕蛹蛋白酶解肽(溶于0.2 mL生理盐水中), 阳性对照组灌胃20 mg· kg-1· d-1的阿卡波糖(溶于0.2 mL生理盐水中)。给药期间动物正常进食、饮水, 给药5周后, 分别处死所有小鼠。

1.2.3 体重及空腹血糖检测

每周, 用分析天平称各实验小鼠体重1次, 并剪尾取血, 用血糖仪测空腹血糖。

1.2.4 GSP的测定

给药5周后, 最后一次给药结束2 h, 摘眼球取血, 37 ℃水浴30 min, 3 000 r· min-1离心15 min, 吸取上层血清, 用GSP测试盒检测GSP的含量。

1.2.5 脏器指数的测定

给药5周后, 解剖取出小鼠的心脏、肝脏、肾脏、胸腺组织, 用滤纸吸干残血后, 分别称质量后计算脏器指数。

1.3 数据统计

数据用DPS软件处理, 实验数据以平均值± 标准差(± SD)表示, 用t检验比较两组间的差异显著性。

2 结果与分析
2.1 对小鼠基本状况及体重的影响

表1结果显示, 糖尿病小鼠均表现为三多症状, 且实验后期小鼠体重明显下降, 嗜睡懒动, 状态不佳, 活动减少。与正常对照组比, 模型对照组小鼠体重在给药0、1、2、3、4、5周显著降低; 与模型对照组比, 阳性对照组及蚕蛹肽高剂量和低剂量组小鼠体重在给药后与模型对照组无显著差异, 说明在实验时间内, 各处理对糖尿病小鼠体重影响不大。

表1 蚕蛹蛋白肽对小鼠体重的影响
2.2 对小鼠空腹血糖的影响

表2结果显示, 与正常对照组比, 模型对照组小鼠空腹血糖在给药0、1、2、3、4、5周均极显著升高, 且血糖值较为稳定; 与模型对照组比, 阳性对照组小鼠空腹血糖在给药3、4和5周显著降低, 说明实验正常。

表2 蚕蛹蛋白肽对小鼠空腹血糖含量的影响

蚕蛹蛋白肽各剂量组给药2周后, 各组小鼠血糖值与模型对照组小鼠相比有减少趋势, 在给药3、4、5周时, 各剂量组小鼠的血糖含量与模型对照组相比显著降低。给药5周时, 蚕蛹蛋白肽低剂量组和高剂量组血糖抑制率分别为22.2%和34.2%, 以上结果说明蚕蛹蛋白肽对STZ 诱导的糖尿病小鼠具有一定的降血糖作用。

2.3 对小鼠GSP的影响

图1结果表明, 模型对照组中GSP含量显著高于正常对照组中GSP含量。与模型对照组相比, 阳性对照组、蚕蛹蛋白肽高剂量组、蚕蛹蛋白肽低剂量组中GSP含量均呈下降趋势, 其中阳性对照组和蚕蛹肽高剂量组中GSP含量与模型对照组相比差异显著。

图1 蚕蛹蛋白肽对小鼠糖化血清蛋白(GSP)
无相同小写字母的组间差异显著(P< 0.05)

含量的影响

2.4 对小鼠脏器指数的影响

由表3可知, 与正常对照组比, 模型对照组小鼠心脏指数、肾脏指数、肝脏指数均显著升高, 胸腺指数极显著降低, 说明糖尿病各小鼠脏器产生一定病变。与模型对照组比, 阳性对照组以及蚕蛹蛋白肽各剂量组小鼠的心脏指数均显著降低, 阳性对照组小鼠的肾脏指数和肝脏指数也显著降低, 蚕蛹蛋白肽各剂量组小鼠的肾脏指数和肝脏指数均有降低趋势, 其中低剂量组小鼠与模型对照组相比差异显著, 说明低剂量蚕蛹蛋白肽对小鼠心脏、肝脏和肾脏具有一定保护作用。

表3 蚕蛹蛋白肽对小鼠脏器指数的影响
3 小结

糖尿病是一种代谢失衡疾病, 其特点为高血糖, GSP是血液中葡萄糖与白蛋白及其蛋白质分子N末端的氨基上发生非酶促糖化反应形成的具有酮胺键的糖化蛋白, 能反映机体过去2~3周内平均血糖水平[8, 9]。本研究结果表明, STZ致糖尿病小鼠空腹血糖显著增加, GSP含量明显增高, 脏器指数也有显著性改变。服用蚕蛹蛋白酶解肽3~5周, 糖尿病小鼠的空腹血糖显著降低, GSP的含量也明显下降, 心脏指数、肾脏指数和肝脏指数均有一定改善。因此蚕蛹蛋白酶解肽对STZ致糖尿病小鼠具有一定的降血糖治疗作用。

The authors have declared that no competing interests exist.

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