《Food & Function》：Fava bean and pea protein hydrolysates modulate stress responses in C. elegans through different mechanisms
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本文推荐一项采用秀丽隐杆线虫（C. elegans）模型的研究，该研究揭示了蚕豆和豌豆蛋白水解物通过调控不同细胞应激响应通路（如线粒体氧化应激与内质网未折叠蛋白响应ER-UPR），显著减少脂肪积累与衰老色素、增强应激耐受性，从而改善健康寿命（healthspan），为开发植物源生物活性肽以干预代谢相关疾病提供了重要依据。
引言
随着全球对蛋白质需求的增长以及对肥胖、糖尿病等代谢疾病管理策略的迫切需求，豆类蛋白作为具有健康促进特性的生物活性肽来源受到重视。本研究利用秀丽隐杆线虫（C. elegans）模型，探究蚕豆和豌豆蛋白水解物补充对其健康寿命的影响。
实验方法
研究使用了野生型线虫N2以及特定突变株。通过酶解法制备蚕豆与豌豆蛋白水解物，并分析了其氨基酸组成及体外抗氧化能力（ABTS法）。线虫在含有不同剂量（0.5, 1.0, 2.0 mg mL-1）水解物的培养基中培养至L4期，随后进行一系列表型与分子分析。这些分析包括：尼罗红染色定量中性脂质积累（脂肪积累）、脂褐素色素定量（衰老标志）、二氢乙啶（DHE）染色检测活性氧（ROS）水平、运动能力测定以及热应激（33°C）和化学应激（胡桃醌juglone暴露）抵抗实验。此外，通过实时定量PCR（qPCR）分析了与脂质/葡萄糖代谢、氧化应激及内质网未折叠蛋白响应（ER-UPR）通路相关基因的表达，并利用ire-1和xbp-1突变株验证了特定通路的参与。
结果与讨论
1. 蚕豆与豌豆蛋白水解物具有不同的氨基酸组成与体外抗氧化能力
两种水解物蛋白质含量均超过71%，氨基酸分析显示谷氨酸最为丰富。体外ABTS自由基清除实验表明，在5 mg mL-1浓度下，蚕豆蛋白水解物的抗氧化活性显著高于豌豆蛋白水解物。
2. 蚕豆与豌豆蛋白水解物减少线虫脂肪积累并改善衰老指标
补充两种蛋白水解物在所有测试剂量下均显著降低了线虫的脂肪积累（尼罗红染色），其中豌豆水解物在2.0 mg mL-1时降低约15%。同时，两种处理均未影响线虫体型大小、产卵和孵化，排除了因摄入减少导致脂肪降低的可能性。此外，补充2.0 mg mL-1的两种水解物均显著减少了衰老标志物脂褐素色素的积累。基因表达分析显示，豌豆蛋白水解物显著下调了与脂质合成相关的转录因子sbp-1以及胰岛素信号通路基因daf-2和age-1的表达，这可能是其抗衰老作用的机制之一。
3. 蚕豆蛋白水解物改善线虫的线粒体抗氧化反应
补充0.5 mg mL-1蚕豆蛋白水解物显著降低了线虫体内的总ROS水平（DHE染色），并伴随抗氧化基因sod-3表达的下调趋势。在胡桃醌诱导的化学应激下，补充蚕豆水解物的线虫表现出更好的运动耐力（移动距离有增加趋势）。这些结果表明，蚕豆蛋白水解物通过调节线粒体氧化应激反应发挥抗氧化作用。
4. 豌豆蛋白水解物通过增强内质网未折叠蛋白响应（ER-UPR）改善热应激抵抗
与蚕豆水解物不同，豌豆蛋白水解物主要影响了内质网应激通路。qPCR分析显示，补充豌豆水解物降低了基础状态下及衣霉素（tunicamycin）诱导的ER应激关键基因（hsp-4, ire-1, xbp-1）的表达。在ire-1和xbp-1突变株中，豌豆水解物对HSP-4蛋白水平的调节作用消失，证实了其通过IRE-1/XBP-1通路发挥作用。功能上，补充豌豆水解物的线虫在热应激（33°C）下，其平均速度和移动距离均显著优于对照组，表现出更强的热应激抵抗能力。这表明豌豆蛋白水解物通过缓解内质网应激、改善蛋白质稳态，从而增强应激耐受性和健康寿命。
结论
本研究表明，蚕豆和豌豆蛋白水解物均能通过调节不同的细胞应激响应通路来改善秀丽隐杆线虫的健康寿命。蚕豆蛋白水解物主要调控线粒体氧化应激通路，降低ROS水平并增强对化学应激的抵抗力；而豌豆蛋白水解物则通过下调ER-UPR通路关键基因表达，缓解内质网应激，从而增强对热应激的抵抗力。这些效应共同促成了观察到的降脂和抗衰老益处，为未来在更复杂动物模型中研究这些水解物在预防代谢综合征相关疾病方面的潜力奠定了基础。
