富含基本氨基酸的蛋清肽用于高效修复肠道损伤：制备、应用及机制分析

《Food Research International》：Basic amino acid-enriched egg white peptides for efficient repair of intestinal injury: Preparation, application, and mechanism analysis

肠道屏障功能障碍是多种胃肠疾病的关键诱因，本研究通过酶解结合纳米过滤技术制备富含基础氨基酸的蛋清多肽（BAA-EWPs），显著提升其基础氨基酸含量28.03%和抗氧化活性。动物实验证实BAA-EWPs能修复DSS诱导的肠道损伤，上调ZO-1和MUC-2表达，抑制炎症因子TNF-α、IL-1β、IL-6，并通过PI3K-Akt、MAPK等信号通路协同修复机制。

　　

韩青文|刘静波|李胜饶|张摩翰|马伟毅|环彦国|王东方|于永奇|张婷|刘思文

中国吉林省营养与功能性食品重点实验室，吉林大学食品科学与工程学院，长春130062

摘要

肠道屏障功能障碍是多种胃肠道疾病的主要诱因。基于生物活性肽的营养干预具有巨大潜力。蛋清肽（EWPs）因具有多种生物活性而备受关注，但其结构与活性之间的关系以及作用机制尚不明确。鉴于简单氨基酸显著的抗炎、抗氧化和修复损伤作用，本研究通过控制酶水解和聚电解质膜纳滤技术制备并浓缩了富含碱性氨基酸的蛋清肽（BAA-EWPs）。这种基于电荷的特异性分离方法使碱性氨基酸含量提高了28.03%，并且BAA-EWPs在体外抗氧化能力上优于普通蛋清肽。在硫酸葡聚糖（DSS）诱导的肠道屏障损伤小鼠模型中，BAA-EWPs干预显示出减轻临床症状和修复组织病理损伤的积极作用。它们通过增强紧密连接蛋白ZO-1和黏蛋白MUC-2的表达，提高了肠道物理屏障的效率，有效抑制了肠道通透性。同时，BAA-EWPs的抗炎和抗氧化作用具有系统性，显著降低了促炎细胞因子（TNF-α、IL-1β和IL-6）的浓度，并增强了氧化应激相关指标（GSH、SOD、MDA等）。转录组分析表明，BAA-EWPs对多种信号通路（如PI3K-Akt、MAPK和Th17细胞分化）具有协同调节作用，促进了肠道屏障的修复。此外，BAA-EWPs通过调节包括精氨酸生成在内的代谢途径，为肠道上皮修复提供了营养支持。本文阐明了BAA-EWPs在肠道屏障损伤修复中的多机制协同作用，为开发基于肽的功能性食品成分提供了理论基础和技术细节。

引言

蛋清蛋白因其氨基酸平衡和较高的生物活性而被视为高质量的蛋白质来源，是生产生物活性肽的宝贵原料。已有大量研究表明，蛋清肽（EWPs）在食品和健康产业中具有广泛的应用前景，因为它们具有多种生物活性，如抗氧化（Zheng等人，2020年）、抗炎（H. Ge等人，2021年）、组织修复（Chai等人，2022年；H. F. Ge等人，2024年）和营养补充作用（H. Ge等人，2021年）。尽管近期研究主要关注传统EWPs的总体生物活性，但其结构-活性关系仍需进一步探索。特别是，根据特定氨基酸组成，需要进一步明确EWPs的生物活性和作用机制。

作为重要的多因素防御机制，肠道屏障对维持肠道稳态至关重要，能主动防止病原体进入肠道（Vancamelbeke & Vermeire，2017年）。该系统在维持肠道稳态和防止潜在有毒物质吸收方面起着关键作用。肠道屏障功能障碍可能由生活方式相关的多种因素引起，导致一系列病理变化，如上皮细胞凋亡、紧密连接结构破坏、黏液层退化及微生物群失衡（Yan等人，2022年）。这一过程中会产生大量活性氧（ROS），导致脂质过氧化和内源性抗氧化能力下降，进一步加剧细胞膜损伤（Qiao等人，2022年）。受损的肠道会释放大量促炎介质，引发炎症反应，促进免疫细胞浸润并抑制抗炎细胞因子的分泌（Okumura & Takeda，2025年）。肠道通透性的非生理性增加会导致病原体进入血液循环，引发全身性炎症和代谢紊乱。研究表明，预防肠道屏障损伤需要采取营养干预措施，尤其是引入具有抗氧化和抗炎特性的功能性成分（H. Ge等人，2021年）。因此，识别具有营养补充作用的安全有效功能性成分对于修复受损肠道屏障至关重要。

研究表明，碱性氨基酸（如精氨酸、赖氨酸和组氨酸）具有抗炎、抗氧化和组织修复等活性（H. Liang等人，2022年；Rabelo Andrade等人，2019年；Synytsya等人，2020年）。这些特性表明它们在预防和治疗肠道屏障损伤相关疾病方面具有巨大潜力。精氨酸作为一氧化氮（NO）的天然前体，不仅通过NO介导的血管扩张改善局部微循环，还通过其代谢产物多胺促进细胞增殖和组织再生（T. Zhao等人，2024年）。此外，精氨酸还具有抗炎、免疫调节和营养作用（Mao等人，2023年；Rabelo Andrade等人，2019年）。赖氨酸作为羟赖氨酸的前体，通过羟赖氨酸介导的胶原蛋白交联参与结缔组织的形成，对修复组织的机械强度和愈合质量有重要影响（Li, Huang等人，2025年）。组氨酸具有抗氧化保护作用，包括维持pH平衡和直接清除自由基。它还通过调节NF-κB等炎症系统发挥抗炎作用。这些作用共同维持肠道稳态并促进屏障修复。因此，高效制备富含碱性氨基酸的蛋清肽（BAA-EWPs）可以将精氨酸、赖氨酸和组氨酸的多重功能整合到肽链结构中，实现序列内的协同效应，提高肽的生物利用度。BAA-EWPs可通过多种途径协同修复受损肠道屏障，包括营养补充、抑制炎症反应和减轻氧化应激。

基于这些考虑，我们提出了一种综合策略：首先利用控制酶水解结合聚电解质膜纳滤技术制备BAA-EWPs。与传统的分离方法（如基于分子量的超滤或离子交换色谱）相比，这种电荷驱动的方法利用Donnan排斥效应，根据电荷特性高效富集富含碱性氨基酸的肽（Alavi & Ciftci，2023年；Jiang等人，2024年）。该技术在分离目标肽段方面具有更高的精度，并在效率和可持续性方面具有优势。随后系统分析所得肽的理化性质。接着，在硫酸葡聚糖（DSS）诱导的肠道屏障损伤小鼠模型中，系统评估BAA-EWPs的修复效果，包括疾病活动指数、结肠组织病理学、紧密连接蛋白表达和炎症水平的改善。最后，通过转录组分析探讨BAA-EWPs发挥作用的分子机制和关键信号通路。本研究为蛋清的高值加工提供了新方法，并验证了食品来源生物活性成分在精准营养领域的有效性，有助于开发和应用创新的功能性成分和产品，以修复肠道屏障并促进健康。

材料

鸡蛋购自中国长春的超市。四种蛋白酶购自中国北京的Solarbio Technology Co., Ltd.。胰蛋白酶购自中国南宁的Pangbo Biological Engineering Co., Ltd。超滤膜和纳滤膜分别购自中国上海的Good-Shine Biological Technology Co., Ltd.和山东济南的Shandong Bona Bio-Technology Group Co., Ltd。硫酸葡聚糖（DSS，40 kDa）由上海Yien提供

制备条件对EWPs的影响

水解程度和ABTS⁺自由基清除率是筛选最佳酶和解冻条件的标准。蛋白酶筛选结果显示，中性蛋白酶制备的EWPs具有最高的游离氨基含量（0.82 ± 0.05 mM）和ABTS⁺自由基清除率（62.14% ± 0.63%），显著优于碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶和菠萝蛋白酶（P < 0.05）（图1A）。进一步优化中性蛋白酶的制备条件

讨论

尽管EWPs具有多种生理功能，但针对特定氨基酸组成对其生物活性和作用机制的研究仍有限。碱性氨基酸（精氨酸、赖氨酸和组氨酸）具有抗炎、抗氧化和组织修复等显著功能（Rabelo Andrade等人，2019年）。在肠道屏障损伤情况下，通常同时发生氧化应激和炎症反应

结论

本研究采用控制酶水解结合聚电解质膜纳滤技术成功制备了BAA-EWPs。该策略使EWPs中的碱性氨基酸总含量提高了28.03%，并赋予其优于传统EWPs的体外抗氧化活性。在DSS诱导的肠道损伤模型中，BAA-EWPs通过上调紧密连接蛋白和黏蛋白表达有效恢复了肠道屏障功能

作者贡献声明

韩青文：撰写初稿，数据整理。刘静波：撰写、审稿与编辑，监督，数据分析。李胜饶：数据验证。张摩翰：数据整理。马伟毅：软件操作，数据整理。环彦国：数据验证。王东方：数据分析。于永奇：软件操作，数据整理。张婷：撰写、审稿与编辑，监督，资源协调。刘思文：撰写、审稿与编辑，监督，方法学设计，资金申请。

资助

本工作得到了中国博士后科学基金（Grant Number：2025M772988）的支持。

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本文研究的已知财务利益或个人关系。