一、炎症概述
炎症,人们俗称为“发炎”。它是机体应对组织损伤或抵御感染的重要宿主防御反应,是一种适应性免疫响应,具体可表现为红、肿、热、痛和功能障碍。需要注意的是,炎症可以是由感染引起的感染性炎症,但也可以是由非感染因素引起的非感染性炎症。由此我们认为,炎症一般是有益的,是人体的自动防御反应;但有时候炎症也是有害的,如自身免疫病中免疫系统对人体自身组织的攻击会导致组织损伤。就炎症发生的机制而言,免疫系统中的炎症细胞对外来物质入侵或炎症刺激可产生不同的炎症介质,如电子类、血管活性胺、细胞因子和趋化因子。这些介质具有复杂的多效性效应并可与多种类型的细胞相互作用,从而增强炎症反应。
能够引起机体组织或细胞损伤而导致炎症的因子称为致炎因子。致炎因子的种类繁多,最常见的是生物性致炎因子,包括细菌、病*、支原体等微生物和寄生虫。致炎的化学物质分为内源性和外源性物质,病理条件下产生的代谢物质和机体坏死组织产生的分解产物为内源性物质,而外源性物质则包括强酸强碱等化学物质。低温、高温、机械性损伤和放射线等物理因素也会导致炎症的发生。
二、常见的炎症疾病
1.毛囊炎
2.扁桃体炎
3.肺炎
4.肩周炎
5.腱鞘炎
6.类风湿性关节炎
三、抗炎肽概述
近年来科学界发现生物活性肽可以被人体完整吸收,并作用于人体产生特定的生理作用,因而成为生命和食品科学领域的研究热点之一。这其中,具有良好抗炎作用的抗炎活性肽备受瞩目。抗炎肽一般是由两个或多个氨基酸组成的小段小分子肽。就其作用机制而言,抗炎肽能够通过调控细胞因子的合成和分泌,抑制炎症(炎性)介质的合成与释放,以及调控炎症信号通路来作用于机体的炎症反应。然而,完整的食源或非食源性蛋白质一般并不表现出抗炎效果,只有利用酶解、酸碱降解等手段将具有抗炎效果的肽段从中释放出来才能发挥作用。目前生物活性肽虽然在医学、食品、生物等领域已有多种应用(如疫苗、药物、抑菌剂、酶抑制剂),但生物活性肽在抗炎方面的研究与应用还在起步阶段,关于抗炎肽在细胞内炎症反应的调控机制研究还不完善。
四、抗炎肽的来源与制备方法
植物与动物蛋白质是抗炎肽及其他生物活性肽的主要来源。目前,科学界已有从蛋、肉、牛乳、骨、鱼类、小麦,甚至蔬菜等原料中制备抗炎多肽或蛋白质水解物的报道。而抗炎肽常见的制备方法一般有直接提取法、生物蛋白酶酶解法以及微生物发酵法等几种方法。
酶法制备抗炎肽
生物蛋白酶酶解法,特别是食源性蛋白酶酶解法由于原料来源广泛廉价,酶解过程易于控制,反应条件温和安全等优点,成为制备抗炎肽的最常见方法。在抗炎活性肽的制备中,胃蛋白酶、胰蛋白酶等动物蛋白酶及木瓜蛋白酶等植物蛋白酶均有使用,然而不同酶水解不同来源的蛋白质,由于不同蛋白质的氨基酸序列不同,酶的切割位点也不同,因而得到的肽段种类繁多,其活性效果也十分繁杂,需要进行活性评价。就蛋白质原料而言,目前已有一些关于使用海洋生物作为原料,从鱼肉或其他水产品蛋白质中酶解获取具有抗炎活性的小肽的研究。例如,有学者报道鳕鱼鱼肉蛋白经过复合蛋白酶酶解后制备的抗炎肽对小鼠单核巨噬细胞白血病细胞RAW.7中的NO、IL-1β、IL-6和TNF-α等炎症因子的释放均有抑制作用。此外,禽蛋中含有丰富的优质蛋白质,成为抗炎肽等生物活性肽的重要生产原料。例如,研究发现卵白蛋白、卵*高磷酸蛋白等蛋白质水解物能够抑制促炎因子的分泌和释放,对上皮炎性和氧化应激具有保护效果。再如,利用鸡蛋膜蛋白制备的抗炎活性肽也具有良好的抗氧化性,在肠道细胞内的抗氧化应激中可通过抑制核转录因子NF-κB的激活和调节NF-κB信号通路来下调促炎细胞因子和上调抗炎细胞因子,从而减少细胞中促炎细胞因子白介素8(IL-8)的分泌,起到抗炎作用。最近,人们发现在源自鱼鳞或牛蛙皮的胶原上培养的人脐静脉内皮细胞HUVEC表现出增强细胞附着和增殖的活性,并伴随细胞黏附分子ICAM-1和VCAM-1细胞表面表达的减少,以及内皮细胞激活的标记和炎症的抑制。鱼鳞中得到的鱼鳞胶原蛋白肽(FSCP)可防止人类HaCaT角化细胞中氯化钴(CoCl2)诱导细胞*性和TNF-α活导的炎症反应。下图表明,该鱼鳞胶原蛋白肽对TNF-α诱导的NF-κB炎症信号通路的活化具有抑制作用。而蛋白质印迹分析与荧光显微镜分析则显示TNF-α处理的HacaT细胞中细胞质中NF-κB的P65水平升高,细胞核中NF-κB的P65水平降低,表明该胶原蛋白肽阻止了NF-κB抗体p65向NF-κB处理的HaCaT细胞的细胞核中的转移。这表明该鱼鳞胶原蛋白肽可以在炎症性或免疫介导的皮肤疾病中起到免疫调节的效果。
五、抗炎肽的作用机制
炎症本质上是免疫系统的防御性组分和进攻性组分之间的不平衡,其基本机制如图下所示。脂质介质来源于磷脂,激活后,胞浆磷脂酶产生花生四烯酸和溶血磷脂酸。花生四烯酸被环氧合酶(COX-1和COX-2)代谢形成类花生酸,产生前列腺素和血栓素。炎性细胞因子分为促炎和消炎两部分。促炎细胞因子(TNF-α、IL-1、IL6、IL-1β等)主要由巨噬细胞和肥大细胞产生。它们在炎症反应中的作用包括内皮细胞的活化,白细胞浸润和急性期反应的诱导。类似地,抗炎细胞因子(IL-4,IL-10,IL-11等)作为Toll样受体(TLR)的激动剂,通过抑制巨噬细胞和树突细胞中的促细胞因子和趋化因子的产生来发挥抗炎作用。许多细胞产生趋化因子(如单核细胞趋化蛋白MCP1)以响应炎症诱导物的刺激。趋化因子控制白细胞外渗和对受影响的组织的趋化性,积极协助白细胞的增殖。
六、抗炎肽的发展趋势
未来,抗炎肽研究应结合基础生物医学,运用复杂和现代的工具和技术(如蛋白质组学、RNA测序、分子对接的生物信息学分析,以及基因功能分析)来描述抗炎作用的潜在分子机制。此外,需要对患有慢性炎性疾病的患者进行临床研究来判断这些肽的完整功效。随后,还需要详细的药代动力学研究来评估这些生物活性肽的适当给药剂量和给药频率。此外,针对这些生物活性肽的*理学研究对于鉴定任何相关的不利作用或*性作用是十分重要的。在此基础上,食源性生物活性肽才能从实验室研究进入临床研究,从而对抗全球日益增长的炎症性疾病。
参考书籍:本文部分内容摘自《生物活性肽功能与制备》(罗永康主编)特别声明:本文转载/摘录/引用/使用书籍/文章内容或网络图片,仅仅是出于科普传播信息的需要,并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性;如其他媒体、网站或个人从本网站转载使用,须保留本网站注明的“来源”,并自负版权等法律责任;作者如果不希望被转载或其它相关事宜,请与我们接洽。END
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