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釋放黑水虻幼蟲蛋白衍生物在寵物日糧中的真正潛力

發(fā)布日期:2021-10-22 09:51:04瀏覽次數(shù):430

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摘要

Abstract

 黑水虻幼蟲(BSFL)衍生的蛋白質(zhì)作為可持續(xù)的寵物日糧成分越來越受歡迎。根據(jù)文獻(xiàn)記載,這些成分具有很強(qiáng)的抗氧化性和抗菌活性。該研究的結(jié)果表明,BSFL蛋白衍生物具有極高的抗關(guān)節(jié)炎潛力。同時,由于葡萄糖胺的存在,BSFL蛋白衍生物不僅可以幫助預(yù)防關(guān)節(jié)炎的形成,而且還起到治療的作用。


該文獻(xiàn)中提到,此次研究中的三種黑水虻幼蟲(BSFL)蛋白衍生物均含有0.4-0.5%(干物質(zhì))的單體葡萄糖胺,因此每100g干糧含30%昆蟲蛋白的寵物干糧可提供約120mg單體葡萄糖胺。


此外,本次研究中的三種黑水虻幼蟲(BSFL)蛋白衍生物均有極強(qiáng)的細(xì)胞保護(hù)活性,可以很好地降低活性氧的產(chǎn)生,進(jìn)而預(yù)防寵物關(guān)節(jié)炎的形成。而寵物日糧配方中常用的雞肉粉卻被證明會通過促進(jìn)單核細(xì)胞產(chǎn)生活性氧(ROS)來促使關(guān)節(jié)炎的形成。


材料與方法

Materials and Methods

1.材料

原料:巴氏殺菌黑水虻幼蟲(BSFL)粉、酶解+巴氏殺菌BSFL粉、水溶性BSFL蛋白(APH)、雞肉粉

實(shí)驗(yàn)對象:原料的水溶性提取物(P、HP、APH、CM)


2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計

1)維持懸浮液的細(xì)胞密度為10^6個/mL;

2)用胰蛋白藍(lán)法測定細(xì)胞活性,主要活性>95%;

3)檢測以下指標(biāo)。


3.計算與統(tǒng)計分析

1)葡萄糖胺含量;

2)蛋白酶抑制;

3)紅細(xì)胞膜穩(wěn)定性;

4)巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的活性氧(ROS);

5)單核細(xì)胞產(chǎn)生的活性氧(ROS) ;

6)細(xì)胞毒性。


結(jié)果

Results

1.葡萄糖胺含量:葡萄糖胺及其鹽通常被用作營養(yǎng)藥物的補(bǔ)充劑,以緩解患有骨性關(guān)節(jié)炎的狗的疼痛。


分析:

1)本次研究中的三個測試對象均含有0.4-0.5%的單體葡萄糖胺(干物質(zhì)),因此含有30%昆蟲蛋白的寵物干糧可提供120mg單體葡萄糖胺/100g干糧;


2)但有報告提出狗口服葡萄糖胺對其吸收有限,因此需要對葡萄糖胺在動物體內(nèi)的轉(zhuǎn)化吸收動力學(xué)進(jìn)行研究。


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2.蛋白酶抑制:OA的發(fā)生分為三個不同的階段:1階段-軟骨基質(zhì)的蛋白修復(fù)水解;2階段-軟骨表面顫動和裂解,連同裂解產(chǎn)物釋放到滑液中;3階段-滑膜細(xì)胞通過吞噬裂解產(chǎn)物產(chǎn)生蛋白酶(參與1階段反應(yīng))和引發(fā)炎癥的細(xì)胞因子。

分析:

1)水溶性黑水虻幼蟲(BSFL)蛋白(APH)、BSFL水溶性提取物(P)、BSFL水溶性提取物(HP)和雞肉粉水溶性提取物碎肉(CM)均對胰蛋白酶活性沒有抑制作用。表明BSFL蛋白衍生物在第1期對預(yù)防OA沒有任何作用。


2)植物蛋白(包括豆粕)含有不同類型的胰蛋白酶抑制劑,它與胰蛋白酶原不可逆地結(jié)合,以降低蛋白質(zhì)的消化率。而本次測試中BSF蛋白衍生物并沒有抑制胰蛋白酶,這表明它們相對某些植物蛋白更有營養(yǎng)優(yōu)勢。


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3. 紅細(xì)胞膜穩(wěn)定性:紅細(xì)胞的穩(wěn)定性在類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎中至關(guān)重要。紅細(xì)胞沉降率的增加可歸因于在骨關(guān)節(jié)炎(OA)過程的第三階段產(chǎn)生的ROS的攻擊。此外,如果關(guān)節(jié)腔中可存活的紅細(xì)胞的濃度降低,它可能對軟骨和滑膜組織有嚴(yán)重的影響。

分析:

1)在本研究中,三種黑水虻幼蟲(BSFL)蛋白衍生物在所有濃度≥0.5mg/mL時都具有很強(qiáng)的細(xì)胞保護(hù)活性。


2)在最高濃度下,P組表現(xiàn)出對細(xì)胞裂解的最大的抑制作用。


3)在濃度高達(dá)1mg/mL下,CM組表現(xiàn)出幾乎沒有細(xì)胞保護(hù)活性。但在2mg/mL 時,CM組表現(xiàn)出很強(qiáng)的細(xì)胞保護(hù)活性。說明在CM的條件下,一些活性氨基酸有可能以在較高濃度下更有活性的化學(xué)形式存在。


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4. 巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的活性氧(ROS):巨噬細(xì)胞在動物體內(nèi)能夠在吞噬期間識別、吞噬和破壞致病性微生物或物質(zhì)。在骨關(guān)節(jié)炎(OA)過程中,激活的巨噬細(xì)胞刺激產(chǎn)生了ROS,導(dǎo)致軟骨細(xì)胞的衰老和軟骨分解。

分析:

1)在本研究中,三種黑水虻幼蟲(BSFL)蛋白衍生物都能夠抑制巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的ROS。


2)在最高濃度下,P和APH能夠抑制>50%的ROS產(chǎn)生,而在CM中沒有觀察到ROS抑制活性。


3)結(jié)果表明,BSFL蛋白衍生物可以抑制巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的ROS,并可能有助于預(yù)防寵物的骨關(guān)節(jié)炎(OA)。


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5. 單核細(xì)胞產(chǎn)生的活性氧(ROS):氧化應(yīng)激可能觸發(fā)單核細(xì)胞中ROS的產(chǎn)生,這可能進(jìn)一步促進(jìn)骨關(guān)節(jié)炎(OA)的發(fā)展。

分析:

1)在本研究中,三種黑水虻幼蟲(BSFL)蛋白衍生物在所有濃度≥0.025mg/mL時都能夠有效地抑制活性氧(ROS)的產(chǎn)生,且濃度越高抑制效果越強(qiáng)。


2)在最高濃度下,P、HP和APH均能夠抑制約80%的ROS產(chǎn)生。


3)而在CM中所有濃度都表現(xiàn)出促炎活性,但隨著濃度的上升而呈下降趨勢。


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6. 細(xì)胞毒性:黑水虻幼蟲(BSFL) 蛋白衍生物對動物細(xì)胞沒有毒性。

分析:

1)在試驗(yàn)中,測試樣本對HL-60細(xì)胞的活力沒有負(fù)面影響。說明:(a)BSFL 蛋白衍生物在所有測試濃度下對動物細(xì)胞都沒有毒性;(b)在其他測試中ROS活性抑制并不是由于細(xì)胞死亡而導(dǎo)致的。


2)APH具有高度水溶性(>95%),含有100%<1000Da的蛋白質(zhì)(即短鏈肽),這使其成為預(yù)防關(guān)節(jié)炎的候選藥物。


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結(jié)論

Conclusion

      1、本研究結(jié)果證明,黑水虻幼蟲(BSFL)蛋白衍生物具有極高的抗關(guān)節(jié)炎潛力。


      2、 黑水虻幼蟲(BSFL)蛋白衍生物不僅可以用于預(yù)防關(guān)節(jié)炎的形成(紅細(xì)胞穩(wěn)定、巨噬細(xì)胞和單核細(xì)胞活性氧(ROS)產(chǎn)生的減少),還可以幫助穩(wěn)定葡萄糖胺的合成。


       3、此外,本項(xiàng)目研究數(shù)據(jù)表明,常用于寵物日糧配方的雞肉粉,可以通過促進(jìn)單核細(xì)胞產(chǎn)生活性氧(ROS)來促使關(guān)節(jié)炎的形成。



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感謝原文作者的研究與分享:

Mouithys-Mickalad, A.;Tome, N.M.; Boogaard, T.;Chakraborty, A; Serteyn, D.; Aarts,K.; Paul, A. Unlocking the Real Potential of Black Soldier Fly(Hermetia illucens) Larvae Protein Derivatives in Pet Diets. Molecules 2021, 26, 4216. 



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