《Journal of the Science of Food and Agriculture》:Egg yolk hydrolysate shows moderate impact on osteoporosis in ovariectomized rats
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本研究发现蛋黄水解物(FC)通过显著提升去势(OVX)大鼠骨密度(BMD)与骨体积分数(BV/TV),同步抑制破骨细胞分化(TRAP+面积降低49%)并促进骨形成标志物骨钙素(osteocalcin)表达,其作用机制与下调关键转录因子c-Fos相关,为功能性食品开发提供新策略。
摘要
本研究探讨蛋黄水解物(FC)对去势(OVX)大鼠骨质疏松的保护作用。OVX大鼠分别饲喂含0.2%或1% FC的饲料13周,通过显微计算机断层扫描(micro-CT)分析骨密度(BMD)和骨微结构,检测血清骨代谢标志物,并评估骨髓来源破骨细胞的分化及骨吸收活性。Western blotting用于分析破骨细胞生成相关蛋白表达。结果显示,1% FC可显著改善OVX大鼠骨小梁BMD和骨体积分数,提升血清骨钙素水平(P=0.028),并显著抑制破骨细胞分化(TRAP阳性面积减少约49%)及骨吸收活性。分子机制研究表明,1% FC显著降低细胞c-Fos表达,而NFATc1、组织蛋白酶K(cathepsin K)和基质金属蛋白酶9(MMP-9)呈下降趋势但无统计学差异。结论表明,FC通过双向调节骨代谢对OVX大鼠骨质疏松发挥中等保护作用。
引言
骨质疏松症以骨密度降低和骨微结构破坏为特征,绝经后骨质疏松最为常见。现有药物存在副作用风险,而生物活性肽作为功能性食品成分具有潜力。蛋黄富含磷蛋白(如卵黄高磷蛋白),其磷酸化肽可促进骨形成。前期研究发现FC可促进成骨细胞活性并抑制破骨细胞生成,本研究基于此在OVX大鼠模型中验证FC的抗骨质疏松效应。
材料与方法
选用OVX雌性SD大鼠,分为假手术组、OVX对照组、0.2% FC组和1% FC组,干预13周。通过micro-CT分析胫骨BMD及骨微结构参数(BV/TV、Tb.Th、Tb.N、Tb.Sp),ELISA法检测血清骨碱性磷酸酶(BALP)、I型前胶原N端前肽(PINP)和骨钙素。分离骨髓细胞进行破骨细胞诱导培养,TRAP染色及骨吸收陷窝分析评估破骨细胞功能,Western blotting检测c-Fos、NFATc1、cathepsin K和MMP-9蛋白表达。
结果
- 1.
生理参数:FC对体重及摄食量无显著影响,但1% FC组子宫重量/体重比高于OVX对照组(P<0.05)。
- 2.
骨密度与微结构:1% FC显著提升胫骨骨小梁BMD(P=0.046)和BV/TV(P=0.047),但骨小梁厚度、数量及分离度无显著改善。皮质骨BMD未受影响。
- 3.
血清标志物:1% FC组血清骨钙素显著升高(P=0.028),而BALP和PINP仅呈轻微上升趋势。
- 4.
破骨细胞功能:1% FC使TRAP阳性细胞面积减少49%(P<0.05),骨吸收陷窝面积显著减小,提示破骨细胞活性受抑。
- 5.
分子机制:1% FC显著降低c-Fos表达,NFATc1、cathepsin K和MMP-9表达虽下降但无统计学意义。
讨论
FC通过早期抑制破骨细胞分化(以c-Fos下调为关键)并适度刺激骨形成,发挥骨保护作用。其作用在生长板附近骨小梁区域尤为明显,提示FC对高代谢活性骨组织更具敏感性。与单一纯化肽(如PF201/D2)相比,FC作为复合水解物作用温和,更符合食品级应用特性。研究局限性包括未检测骨吸收标志物(如CTX-I)及缺乏动态骨形态计量学数据。
结论
FC可作为功能性食品成分用于绝经后骨质疏松的辅助管理,未来需延长干预时间并深入探索其与肠道微生物互作及系统代谢调控机制。