环特生物战略合作伙伴中食都庆基于斑马鱼实验数据发表2篇研究论文!

发布时间:2021-12-17

近日,环特生物战略合作伙伴中食都庆(山东)生物技术有限公司,基于与环特生物合作项目——《斑马鱼模型研究不同品种生物活性肽的生物活性及其应用方向》的相关斑马鱼实验数据,在国际学术期刊《Frontiers in Nutrition》与《Journal of food quality》上发表2篇研究论文,其中一篇最新影响因子>6分。

据悉,题为《Sea Cucumber Intestinal PeptideInduces the Apoptosis of MCF-7Cells by Inhibiting PI3K/AKT Pathway》的研究论文中,介绍了从海参肠中提取的一种小分子寡肽(<1000 Da)——海参肠肽(SCIP),通过抑制 PI3K/AKT 通路诱导 MCF-7 细胞凋亡。由于大量研究表明,海参的活性成分可以通过多种方式抑制癌细胞的生长,因此,研究人员对 SCIP 的抗癌作用做了研究。结果表明,SCIP抑制斑马鱼MCF-7肿瘤细胞的生长,增加人乳腺癌MCF-7细胞的凋亡。进一步机制研究证实,SCIP通过抑制PI3K/AKT信号转导通路,促进凋亡相关蛋白的表达,从而促进乳腺癌细胞(MCF-7)凋亡。

题为《The Effects of Mung Bean Peptide and Its’ Complexes on theTreatment of Lead Poisoning》一文中,重点研究了绿豆肽及其复合物促进斑马鱼铅排泄和神经保护的作用。实验结果表明,绿豆肽及其复合物可以有效促进斑马鱼铅中毒中铅的排出,对斑马鱼神经具有保护和再生作用。

下面,我们一起来看看这两篇研究论文关于斑马鱼实验部分的精彩内容~~~

论文二节选

作者:Wei Wei,Xiao-Man Fan, Shao-Hui Jia, Xi-Ping Zhang, Zhao Zhang,Xue-Jun Zhang, Jiu-Xun Zhang and Ye-Wang Zhang

作者单位:江苏大学药学院,山东天久实业集团(中食都庆母公司),武汉体育学院-健康科学学院,天久运动营养研发中心,运动训练监控湖北省重点实验室

本文发表于:《Frontiers in Nutrition》December 2021 | Volume 8 | Article 763692

● 核心摘要

海参是海洋棘皮动物中的一种,含有宝贵的营养物质和药用化合物。海参中的生物活性物质具有良好的生物学和药理特性,包括抗氧化、抗菌和抗肿瘤等作用。本研究中,海参肠肽(SCIP)是用碱性蛋白酶水解后从海参肠中提取的一种小分子寡肽(<1000Da)。氨基酸组成分析表明,疏水氨基酸和支链氨基酸富含SCIP。

目前,虽然越来越多的研究揭示了海参活性物质的生物学功能,但关于SCIP功能的研究较少。此外,由于海参的抗癌活性是海参活性物质的一个重要特征,我们还研究了SCIP在体内和体外的抗癌潜力和潜在的作用机制。结果表明,SCIP可抑制斑马鱼MCF-7肿瘤细胞的生长,增加人乳腺癌MCF-7细胞的调亡。进一步机制研究证实,SCIP通过抑制PI3K/AKT信号转导通路,促进乳腺癌细胞凋亡相关蛋白的表达,从而促进乳腺癌细胞(MCF-7)的凋亡。

● SCIP 抑制斑马鱼肿瘤细胞的生长

为建立斑马鱼癌症模型,将MCF-7人乳腺癌细胞通过显微注射移植到2 DPF野生型AB斑马鱼卵黄囊中。每条尾巴移植约300个细胞,建立斑马鱼人乳腺癌(MCF-7)移植模型。模型建立成功后,在显微镜下选择移植瘤细胞一致性好的斑马鱼,随机分配到6孔板中,每孔30条斑马鱼。随后,使用水溶性方法向具有 MCF-7 细胞的斑马鱼施用20μg/ml卡培他滨(阳性对照)和不同浓度的SCIP(27.8、83.3 和 250 μg/ml)。各实验组斑马鱼(zebrafish)在35℃培养2天。通过荧光显微镜获得MCF-7异种移植物的荧光图像,并进行图像分析,计算癌细胞的荧光强度。最后,使用电聚焦连续变焦荧光显微镜(AZ100,Nikon,Japan)通过荧光强度评估 SCIP 对斑马鱼乳腺癌(MCF-7)细胞异种移植物的抑制作用。

 如图1所示,模型组斑马鱼的荧光强度明显强于对照组,而卡培他滨(Capecitabine)给药显著降低斑马鱼的荧光强度,即抑制斑马鱼人乳腺癌细胞(MCF-7)的生长) 异种移植。此外,与模型组相比,给予 SCIP 显著降低荧光强度,并以剂量依赖性方式抑制斑马鱼人乳腺癌细胞异种移植物的生长。

图1 海参肠肽抑制斑马鱼肿瘤细胞的生长。野生型 AB 斑马鱼不产生红色荧光。CM-Dil 标记的细胞注入斑马鱼的卵黄囊可以在特定波长产生红色荧光。总荧光强度与癌细胞数量呈正相关。(A)对照组;(B)模型组;(C)卡培他滨组,20 μg/ml卡培他滨水溶性给药;(D)低浓度 SCIP 组,27.8 μg/ml SCIP 水溶性给药;(E)中浓度SCIP组,83.3 μg/ml SCIP水溶性给药;(F)高浓度 SCIP 组,250 μg/ml SCIP 水溶性给药。“*”表示实验组显著。相反,“#”表示实验组不显著。

本实验结果表明,SCIP 以剂量依赖性方式明显抑制 MCF-7 异种移植物的生长。

论文二节选

作者:Wei Wei , Shue Wang, Xue-Jun Zhang , Jiu-Xun Zhang , Zheng-Wang Chen , Jia-Ying Huang , and Ye-Wang Zhang

作者单位:江苏大学药学院,山东天久实业集团(中食都庆母公司),山东大学公共卫生学院

本文发表于:《Hindawi Journal of Food Quality》Volume 2021, Article ID 2851146, 7 pages

● 核心摘要

目的:研究绿豆肽及其复合物对斑马鱼铅排泄和神经保护的促进作用。

方法:用乙酸铅溶液建立斑马鱼铅中毒模型,分别用高浓度、低浓度(58.3和175μg/mL)、高、中、低浓度绿豆肽(27.8、83.3、250μg/mL)处理。通过斑马鱼模型来确定绿豆肽复合物对铅含量的影响、轴突荧光强度和周围运动神经长度变化的影响,并计算绿豆肽及其复合物对斑马鱼铅排泄、轴索保护率和外周运动促进神经再生率的影响。

结果:高浓度绿豆肽(175μg/mL)促进铅排泄的作用为29%(p<0.05),高浓度绿豆肽复合物(250μg/mL)促进铅排泄的作用为30%(p<0.05),其他浓度的绿豆肽及其复合物组没有显示出明显的铅排泄作用。在58.3和175μg/mL浓度的绿豆肽对斑马鱼轴索损伤的保护作用 分别为98%和101%(p<0.01),周围神经再生促进作用为29%(p>0.05)和 42%(p<0.05),分别在浓度为27.8、83.3和250μg/mL的浓度下,绿豆肽复合物对斑马鱼轴索损伤的保护作用分别为85%、78%和93%(p<0.01); 周围神经再生促进率分别为46%、50%和50%(p<0.05)。

结论:绿豆肽及其复合物能有效促进斑马鱼铅中毒中铅的排出,对斑马鱼神经具有保护和再生作用。

● 实验结果

1. 绿豆肽复合物的MTC测定

绿豆肽复合物在500μg/mL及以上的浓度下诱导斑马鱼100%死亡,在 250μg/mL及以下的浓度下未发现明显的毒性表型 。因此,确定绿豆肽复合物的MTC为250μg/mL(表1)。

绿豆肽复合物的浓度降低至27.8μg/mL、83.3μg/mL、250μg/mL。绿豆肽复合物含有70%的绿豆肽,外周运动神经再生试验中绿豆肽的浓度分别设置为58.3 μg/mL和175μg/mL (MTC)。

表1 绿豆肽复合物浓度与毒性的关系( n  =30)

2. 绿豆肽及其复合物的排铅作用

斑马鱼铅中毒模型成功建立后,分别用绿豆肽及其复合物进行处理。铅中毒模型对照组斑马鱼铅含量显著高于正常对照组,表明模型构建成功(p<0.01)。阳性对照组促排铅效果为7%,说明依地酸钙钠在实验剂量下有一定的促排铅倾向条件。

与模型对照组相比,绿豆肽高浓度组(175μg/mL)斑马鱼铅含量显著降低(p<0.05),排铅效果为29%;与模型对照组相比,绿豆肽复合物高浓度组(250μg/mL)斑马鱼铅含量显著降低(p<0.05),排铅效果为30%。其他浓度的绿豆肽和绿豆肽复合物均无明显的铅排泄作用,说明适当浓度的绿豆肽和绿豆肽复合物具有显著的促铅作用(表2)。

表2 绿豆肽及其复合物对斑马鱼促铅的影响

3. 绿豆肽及其复合物保护受损轴索

与模型组相比,依地酸钙钠对斑马鱼轴索损伤的保护率为85%(p<0.05),浓度分别为58.3和175μg/mL的绿豆肽对斑马鱼有保护作用,轴索损伤保护率为98%(p<0.01)和101%(p<0.01)。

与模型组相比,浓度为27.8、83.3、250μg/mL的绿豆肽复合物对斑马鱼损伤轴索的保护率为85%(p<0.01), 78%(p<0.01)和93%(p<0.01)。

结果表明,适当浓度的绿豆肽和绿豆肽复合物对斑马鱼损伤的轴索具有明显的保护作用(图1和表3)。

图1 绿豆肽与绿豆肽复合物对轴索损伤保护作用的表型图

表3 绿豆肽及其复合肽对斑马鱼轴索损伤的保护作用(n  =10)

4. 绿豆肽及其复合物的保护作用,促进损伤外周运动神经元的再生

与模型组相比,依地酸钙钠促进斑马鱼周围神经再生46%(p<0.05)。与模型组相比,浓度为58.3和175μg/mL的绿豆肽 对斑马鱼周围神经再生有影响,再生率为29%(p<0.05)和 42%(p<0.05)。

与模型组相比,浓度为27.8、83.3、250 μ g/mL的绿豆肽复合物 促进周围神经再生,再生率为46%(p<0.05), 50%(p<0.05)和 50%(p<0.05)。

结果表明,适当浓度的绿豆肽和绿豆肽复合物可显著促进斑马鱼周围神经的再生(图2和表4)。

图2 绿豆肽与绿豆肽复合物对周围运动神经再生促进作用的表型图

表4  绿豆肽及其复合物对外周运动神经损伤的再生作用(n  =10)

这就为斑马鱼模型在食品全组分的肠道蠕动药效学方面的筛选应用和功效评估提供了有利参考,为胃肠道运动障碍药物的动力学评价试验、功能食品的开发提供了平价、快速、行之有效的 方法和有用工具。

本实验产品由低聚果糖、菊粉、阿拉伯胶、白茅根、菊花、柳橙水果粉、草莓蓝莓混合果粉、梨果仙人掌果汁粉等天然植物食品原料组成;配方以益生元低聚果糖、菊粉代替传统食糖,不参与机体糖代谢、无负担;菊花和白茅根是我国传统药食同源中药材,在方中起到清热、抗炎的作用;低聚果糖、菊粉、梨果仙人掌果汁粉均为新食品原料,阿拉伯胶 是常用的多糖类食品添加剂,柳橙水果粉、草莓蓝莓混合果 粉是常见水果的果汁粉末。在本实验条件下,益身清组斑马鱼的肠道蠕动促进作用与正常对照组比较,差异均有统计学意 义(P<0.001),提示在本实验浓度条件下益身清对斑马鱼肠蠕动有明显的促进作用,达到了预期的通便效果。

综上所述,斑马鱼实验结果表明,绿豆肽及其复合物对铅的排泄有显著影响,对斑马鱼引起的周围运动神经损伤有显著的再生作用。通过铅中毒,对轴索损伤有明显的保护作用。

高浓度绿豆肽复合物(250μg/mL)对斑马鱼轴索损伤的保护率为93%,对周围神经元损伤的促进率为50%,表明绿豆肽可以保护斑马鱼轴索,促进周围运动神经再生。