《Journal of Dairy Science》：Infant formula-derived casein phosphopeptide ameliorates sleep deprivation-induced memory impairment via the modulation of the NMDAR-cAMP pathway in zebrafish
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本研究针对婴幼儿期普遍存在的睡眠障碍及其引发的记忆损伤问题，通过建立PCPA诱导的斑马鱼睡眠剥夺模型，系统评估了三种阶段性婴幼儿配方奶粉（I、II、III）的改善作用。研究发现配方III能显著提升褪黑素（MT）、γ-氨基丁酸（GABA）及N-甲基-D-天冬氨酸受体（NMDAR）活性，并从中鉴定出关键活性成分——酪蛋白磷酸肽（CPP）及其核心三肽HPF（组氨酸-脯氨酸-苯丙氨酸）。分子对接与动力学模拟表明，HPF通过氢键和疏水作用与NMDAR关键残基（D547、E572、M544）结合，协同增强NMDA结合效能，激活NMDAR-cAMP信号通路，从而改善睡眠结构与记忆功能。该研究为开发靶向睡眠-认知健康的肽基营养策略提供了理论依据。
睡眠是维持机体代谢稳态、突触可塑性和神经元再激活的重要生理过程，对记忆形成具有不可或缺的作用。然而，流行病学调查显示，10%~35%的儿童在生命最初三年内存在持续睡眠障碍，表现为入睡困难、夜间频繁觉醒、睡眠周期缩短和早醒等。这些睡眠问题显著增加抑郁、认知衰退和代谢紊乱的风险。在神经递质系统中，离子型谷氨酸受体尤其是N-甲基-D-天冬氨酸受体（NMDAR）介导兴奋性突触传递，是内嗅皮层网格细胞形成及相关空间认知的关键分子。睡眠剥夺会导致褪黑素（MT）分泌抑制、γ-氨基丁酸（GABA）能信号减弱及NMDAR功能失调，进而损害记忆巩固。近年来，膳食生物活性肽因其调控睡眠微结构的潜力受到关注，但其对记忆功能的影响及作用机制尚不明确。
为解决上述问题，烟台大学研究团队在《Journal of Dairy Science》上发表论文，通过对PCPA（对氯苯丙氨酸）诱导的斑马鱼睡眠剥夺模型，系统评估了三种不同阶段婴幼儿配方奶粉（I、II、III）对睡眠结构和记忆功能的影响，并深入解析了其关键活性成分及分子机制。
研究主要采用以下关键技术方法：首先建立PCPA诱导的斑马鱼睡眠障碍模型，通过行为学分析（运动距离、趋触性、睡眠回合）评估睡眠结构；利用ELISA检测MT、GABA、NMDAR和cAMP水平；通过液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）从CPP中鉴定活性肽序列；结合分子对接和分子动力学模拟（GROMACS软件）分析肽段与NMDAR的相互作用及复合物稳定性。
睡眠剥夺模型建立与配方奶粉效果验证
研究通过PCPA抑制斑马鱼血清素合成，成功构建睡眠障碍模型。模型组斑马鱼夜间睡眠回合数显著减少，运动距离增加，趋触性行为增强，同时MT、GABA和NMDAR水平显著降低。三种配方奶粉均能浓度依赖性地改善睡眠结构，其中配方III效果最为显著，使MT从90.64 pg/mL升至191.10 pg/mL，GABA从9.60 μmol/L升至20.71 μmol/L，NMDAR活性从1,441.67 μg/mL升至2,654.00 U/mL，并延长深度睡眠时间至3,568.77秒。
CPP与HPF的活性鉴定及机制解析
进一步分析发现，配方III中酪蛋白磷酸肽（CPP）含量最高。CPP单独处理可剂量依赖性地提升MT、GABA、NMDAR和cAMP水平，效果优于完整配方。通过质谱鉴定从CPP中筛选出高亲和力NMDAR配体——三肽HPF。分子对接显示，HPF通过氢键（与Met207、Arg115等）和疏水作用与NMDAR关键残基结合，结合自由低至-30.83 kcal/mol。动力学模拟表明，HPF-NMDAR复合物在100 ns内结构稳定（RMSD≈0.25 nm），氢键数量维持在4~9个。
HPF协同增强NMDA-NMDAR激活
在HPF与NMDA共存条件下，二者以空间互补方式结合NMDAR不同位点：HPF与Asp547、Glu572、Met544形成氢键网络，而NMDA主要结合Ala472和Tyr87。三元复合物（HPF-NMDA-NMDAR）的RMSD（0.20~0.25 nm）显著低于未结合受体（0.45 nm），表明HPF通过稳定受体构象增强NMDA结合效能，进而激活cAMP/PKA-CREB-BDNF信号通路，改善突触可塑性和记忆功能。
本研究首次从婴幼儿配方奶粉中鉴定出CPP衍生肽HPF，并阐明其通过协同调控NMDAR-cAMP通路改善睡眠剥夺诱导的记忆损伤的分子机制。该发现不仅为婴幼儿睡眠-认知健康提供了精准营养干预策略，也为肽基功能配方的开发提供了理论支撑。未来研究可进一步验证HPF在哺乳动物模型中的有效性及临床应用潜力。
