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01

Introduction

2型糖尿?。═2D）是一種慢性疾病，影響約5.37億的20-79歲成年人，預(yù)計(jì)到2021年底，糖尿病相關(guān)總費(fèi)用將達(dá)到每年約9660億美元。在各種血糖管理策略中，二肽基肽酶IV（DPP-IV）抑制劑已成為控制血糖的有效藥物和營(yíng)養(yǎng)保健品。DPP-IV是一種含766個(gè)氨基酸的絲氨酸蛋白酶，可以對(duì)人體內(nèi)的幾種肽進(jìn)行剪切。胰高血糖素樣肽-1（GLP-1）是參與葡萄糖穩(wěn)態(tài)的腸道激素和DPP-IV作用底物，強(qiáng)調(diào)了DPP-IV在血糖調(diào)節(jié)中的作用。抑制DPP-IV增加完整GLP-1的可用性，使DPP-IV抑制劑成為一類有前途的T2D患者口服降糖藥。幾種合成DPP-IV抑制劑，如西格列汀、維格列汀、沙格列汀、阿格列汀和利格列汀，已被美國(guó)食品和藥物管理局（FDA）批準(zhǔn)作為治療T2D的抗高血糖藥物。然而，這些藥物可能會(huì)對(duì)患者造成不良反應(yīng)，如惡心、嘔吐、腹瀉和關(guān)節(jié)疼痛。因此，開發(fā)副作用更少、可作為緩解T2D的藥物或功能性食品的新型天然DPP-IV抑制劑，正受到越來越多的關(guān)注。最近的研究表明，某些源自肉類蛋白質(zhì)水解的生物活性肽（BP）對(duì)DPP-IV具有抑制活性。這表明它們可以作為DPP-IV抑制劑的替代來源。例如，從鮭魚中提取的肽顯示出DPP-IV抑制活性，GPAV和FF半數(shù)抑制濃度（IC50）值分別為（245.58±7.15）和（546.84±8.15）μmol/L。同樣，鰱魚蛋白水解物中發(fā)現(xiàn)含有DPP-IV抑制肽，即LPIIDI和APGPAGP，IC50值分別為105.44和229.14 μmol/L。此外，從南極磷蝦蛋白水解物中分離出2個(gè)獨(dú)特的DPP-IV抑制肽KVEPLP和PAL的IC50值分別為（0.73±0.04）和（0.88±0.03）mg/mL。這些DPP-IV抑制肽可以通過在溫和條件下對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行蛋白水解而獲得，這種方法已被證明是有效的。然而，迄今為止發(fā)現(xiàn)的DPP-IV抑制肽的抑制活性和類型尚不適合實(shí)際應(yīng)用。因此，通過挖掘新型食品源蛋白資源，開發(fā)活性更強(qiáng)、安全性更高的DPP-IV抑制肽，具有至關(guān)重要的意義。

中國(guó)大鯢（Andrias davidianus，CGS）擁有超過1.7億年的歷史。官方記錄顯示，野生CGS資源分布于中國(guó)18個(gè)省份（或同等行政區(qū)）。自1970年代以來，人工育種領(lǐng)域取得了重大進(jìn)展，以加強(qiáng)CGS資源的保護(hù)和可持續(xù)利用。因此，國(guó)內(nèi)飼養(yǎng)和圈養(yǎng)的CGS數(shù)量穩(wěn)步增加，促進(jìn)了第二代個(gè)體合法用于工業(yè)和食品目的。研究表明，CGS的黏液、皮膚、肌肉和軟骨中含有多種具有有益生理功能的活性物質(zhì)，如抗衰老、抗疲勞和抗腫瘤特性。CGS肉營(yíng)養(yǎng)豐富，蛋白質(zhì)、脂肪和灰分分別占CGS肉總重量的79.48%～95.49%、6.64%～14.52%和3.62%～5.43%。這表明CGS肉是一種優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)資源。在之前的一項(xiàng)研究中，通過轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析鑒定了潛在的DPP-IV抑制肽，并發(fā)布了VPI，一種已知的源自CGS肉的DPP-IV抑制肽。然而，可從CGS肉中提取的DPP-IV抑制肽的種類仍然未知，這些DPP-IV抑制肽對(duì)血糖控制的影響還有待研究。

本研究對(duì)源自中國(guó)大鯢肌肉水解物（CGSh）的二肽基肽酶-IV（DPP-IV）抑制肽進(jìn)行了深入的體外分析，并進(jìn)一步探究了CGSh的降血糖特性及其在體內(nèi)的降糖機(jī)制。研究首先驗(yàn)證了CGSh的DPP-IV抑制活性；隨后通過體外實(shí)驗(yàn)從CGSh中篩選新型DPP-IV抑制肽，并采用質(zhì)譜技術(shù)鑒定出CGSh各組分中含有的肽序列；在研究的最后階段，通過體內(nèi)實(shí)驗(yàn)評(píng)估了CGSh對(duì)血糖控制的影響，該評(píng)估涵蓋生理生化指標(biāo)、腸道微生物群、代謝物及基因表達(dá)等多個(gè)維度。研究還結(jié)合多組學(xué)分析結(jié)果，解析了CGSh在模型小鼠體內(nèi)發(fā)揮降糖作用的具體機(jī)制。

02

Results and Discussion

DPP-IV對(duì)CGSh的抑制活性

研究發(fā)現(xiàn)CGSh的DPP-IV抑制活性IC50值為2.42 mg/mL。為了確定CGSh中負(fù)責(zé)這種抑制作用的功能性肽，使用超濾法進(jìn)行了基于分子量的餾分分析。CGSh的各組分表現(xiàn)出DPP-IV的抑制活性，但這種活性取決于組分的分子量。分子量較小的組分表現(xiàn)出更強(qiáng)的DPP-IV抑制作用。其中，分子量小于3 kDa的組分表現(xiàn)出最強(qiáng)的DPP-IV抑制活性，研究人員進(jìn)一步根據(jù)其疏水性對(duì)該組分進(jìn)行分離，以獲得純度更高的肽段。研究表明，疏水性較高的餾分表現(xiàn)出更大的DPP-IV抑制活性。例如，餾分F表現(xiàn)出特別強(qiáng)的抑制作用，IC50值為0.76 mg/mL。將CGSh及其組分的DPP-IV抑制活性與其他動(dòng)物源水解物對(duì)比發(fā)現(xiàn)，三文魚皮膠原蛋白（IC??＝（1.54±0.06）mg/mL）、綿羊乳清（IC??＝（8.5±0.2）mg/mL）、魚明膠（IC??值為2.21～3.71 mg/mL）及沙丁魚（IC??＝1.83 mg/mL），CGSh及其組分的DPP-IV抑制活性均優(yōu)于上述水解物。

CGSh中DPP-IV抑制肽鑒定

為了鑒定CGSh中的活性成分，選擇餾分F進(jìn)行深入的LC-MS/MS分析，因?yàn)镕組分具有最高的DPP-IV抑制活性（IC50＝0.76 mg/mL），從而鑒定出2248個(gè)肽。利用DPP-IV的結(jié)構(gòu)表征和催化特性來縮小肽的范圍，因?yàn)橄惹暗难芯勘砻鳎珼PP-IV特異性地從肽的N端切割Xaa-Pro和Xaa-Ala二肽殘基（Xaa表示任意一種氨基酸）。第二個(gè)肽鍵Pro-或Ala-的斷裂被確定為從N端降解目標(biāo)肽的限速步驟。按照這種方法，選擇了5種新型肽（WRPPDH、WAPPSKD、IPDSPF、IPEMIF和VPIAVPT）作為候選肽，迄今為止尚未報(bào)道。研究了這5種肽的IC50值（圖1）。與有效的hDPP-IV抑制肽二前列腺素A（Ile-Pro-Ile：IC50＝46.7 μmol/L）和二質(zhì)蛋白B（Val-Pro-Leu：IC50＝114.1 μmol/L），合成肽IPEMIF和IPDSPF實(shí)現(xiàn)了與二前列腺素B相似的抑制活性。

圖1 不同濃度下5種已鑒定肽的DPP-IV抑制率

5種肽的DPP-IV抑制活性排名按IC50值從低到高：IPEMIF＞IPDSPF＞VPIAVPT＞W(wǎng)RPPDH＞W(wǎng)APPSKD。鑒于CGSh對(duì)與糖尿病有關(guān)的靶點(diǎn)DPP-IV具有抑制活性，因此假設(shè)CGSh具有降血糖功能。通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)評(píng)估CGSh對(duì)T2D預(yù)防的影響。

CGSh的潛在抗肥胖活性

該動(dòng)物實(shí)驗(yàn)在第10周達(dá)到實(shí)驗(yàn)終點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)，因此實(shí)驗(yàn)期為10周。在整個(gè)研究過程中，所有小鼠的體質(zhì)量都持續(xù)增加。然而，從第二周開始，與對(duì)照組和西格列汀組相比，HFD組的體質(zhì)量顯著增加。相比之下，CGSh治療組從第三周開始體質(zhì)量明顯低于HFD組。10周后，CGSh組小鼠體質(zhì)量明顯低于HFD組小鼠。這些發(fā)現(xiàn)表明，給予CGSh3周可有效減輕小鼠的肥胖（圖2a）。雖然對(duì)照組的能量攝入較高，但差異未達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（圖2b）。值得注意的是，與HFD組相比，給予CGSh10周后，小鼠附睪脂肪減少，與對(duì)照組觀察到的水平相似（圖2c）。這種效果在統(tǒng)計(jì)學(xué)上比西格列汀治療組更顯著。西格列汀是一種DPP-IV抑制劑藥物，對(duì)DPP-IV（IC50＝18 nmol/L），而CGSh的IC50為2.42 mg/mL?？紤]到GCSh的口服灌胃劑量和混合物，GCSh的抗肥胖作用無法直接與西格列汀進(jìn)行比較。CGSh作用于HFD小鼠的潛在多種機(jī)制需要進(jìn)一步闡明。

圖2 小鼠生理指標(biāo)隨時(shí)間的變化

CGSh的潛在高血糖活性

測(cè)量生化特征以研究CGSh對(duì)糖代謝的影響。與HFD組相比，CGSh自第二周（圖3a）并在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中保持穩(wěn)定（圖3b）。這些結(jié)果表明CGSh可以用作血糖控制的功能性食品。為了研究CGSh對(duì)葡萄糖耐量的影響，小鼠在第9周（圖3c）。HFD組糖耐量受損，血糖較對(duì)照組明顯升高。這種差異在整個(gè)實(shí)驗(yàn)中一直存在。與HFD組相比，CGSh組和西格列汀組口服葡萄糖后血糖峰值水平和血糖AUC隨時(shí)間變化均降低（圖3d），這表明CGSh有助于改善糖耐量。還使用HOMA-IR評(píng)估了小鼠的胰島素抵抗（圖3e）。與HFD組相比，CGSh和西格列汀治療組的胰島素抵抗水平顯著下降，這表明CGSh與西格列汀一樣有助于緩解胰島素抵抗。雖然所有組的血清胰島素水平均未出現(xiàn)顯著差異（圖3f），但CGSh治療顯著提高了血清GLP-1濃度（圖3g），這表明CGSh通過抑制DPP-IV活性來改善GLP-1的半衰期。因?yàn)镚LP-1以其降低血糖水平的能力而聞名，增加GLP-1的半衰期可能有助于降低小鼠的血糖水平。這些從生化表征中獲得的結(jié)果表明，CGSh可以降低血糖水平和胰島素抵抗，改善葡萄糖耐量，并延長(zhǎng)GLP-1的半衰期。

圖3 小鼠生化指標(biāo)的變化

CGSh對(duì)小鼠回腸GLP-1R和DPP-IV表達(dá)的影響

為了更全面地了解CGSh對(duì)DPP-IV和GLP-1的影響，檢查了GLP-1受體（GLP-1R）和DPP-IV在小鼠回腸中的表達(dá)。GLP-1R是一種G蛋白偶聯(lián)受體，在包括β細(xì)胞在內(nèi)的各種細(xì)胞表面表達(dá)。當(dāng)GLP-1與GLP-1R相互作用時(shí)，會(huì)觸發(fā)環(huán)磷酸腺苷（cAMP）水平的上調(diào)，進(jìn)而激活蛋白激酶A（PKA）和腺苷環(huán)單磷酸調(diào)節(jié)鳥嘌呤核苷酸交換因子2（EPAC2）。這些分子級(jí)聯(lián)最終導(dǎo)致促進(jìn)胰島素分泌的下游信號(hào)通路的激活。

回腸的免疫組織學(xué)分析（圖4）和對(duì)每種蛋白質(zhì)的熒光強(qiáng)度與核酸濃度的半定量分析表明，CGSh可以增強(qiáng)小鼠回腸中GLP-1R的產(chǎn)生，減少DPP-IV的產(chǎn)生。這一結(jié)果與生化表征一致，表明當(dāng)給予葡萄糖時(shí)，CGSh可能增加了小鼠的胰島素水平。

圖4 GLP-1R和DPP-IV在小鼠回腸中的表達(dá)

CGSh對(duì)腸道菌群組成的影響

在第9周后，收集糞便樣本進(jìn)行16S rRNA 測(cè)序。擴(kuò)增來自5個(gè)細(xì)菌門的16S rRNA（圖5a）。厚壁菌門/擬桿菌門比率，與長(zhǎng)期攝入高脂肪飲食引起的生態(tài)失調(diào)有關(guān)，并可能導(dǎo)致炎癥、氧化應(yīng)激增加和有利于脂肪生成，作為重要的評(píng)價(jià)指標(biāo)。與HFD組相比，CGSh處理使厚壁菌門/擬桿菌門比值降低了2.13倍，表明CGSh可以恢復(fù)腸道菌群的平衡。進(jìn)一步研究各門屬的微生物組成（圖5b），發(fā)現(xiàn)CGSh組乳酸菌的相對(duì)豐度顯著高于對(duì)照組，其中CGSh組乳酸菌的相對(duì)豐度中位數(shù)是西格列汀組的1.46倍，是HFD組的2.93倍。由于乳酸桿菌是一種潛在的益生菌，已知在血糖控制中發(fā)揮作用，這表明CGSh治療可能有助于緩解糖尿病和其他代謝綜合征。有趣的是，與HFD組和西格列汀組相比，CGSh還增加了小鼠中回腸桿菌和異囊桿菌的相對(duì)豐度（圖5b）。據(jù)報(bào)道，腸道中的回腸桿菌和異囊桿菌與GLP-1和GLP1R的表達(dá)呈正相關(guān)。CGSh組中Ileibacterium和Allobaculum的相對(duì)豐度較高，可能導(dǎo)致GLP-1和GLP1R表達(dá)較高，隨后胰島素分泌增加，血糖控制得到改善。這些結(jié)果表明，CGSh通過調(diào)節(jié)GLP-1和GLP1R表達(dá)來調(diào)節(jié)小鼠的血糖控制，同時(shí)抑制DPP-IV的酶活性，這種機(jī)制與西格列汀不同。

圖5 CGSh對(duì)高血糖小鼠腸道菌群組成的影響

本研究還評(píng)估了微生物組的多樣性和豐富性。值得注意的是，微生物組多樣性和豐富度與HOMA-IR呈負(fù)相關(guān)。通過評(píng)估古德覆蓋度指數(shù)，該指數(shù)考慮了采樣范圍和社區(qū)的真實(shí)多樣性，可以研究CGSh對(duì)血糖控制的影響（圖5c）。古德覆蓋度指數(shù)表明，CGSh組的微生物組多樣性顯著高于對(duì)照組和HFD組，這可以解釋CGSh組較低的HOMA-IR（圖3e）。該結(jié)果通過Bray-Curtis不相似矩陣作為β-多樣性（圖5d）進(jìn)一步驗(yàn)證，該矩陣與HOMA-IR相關(guān)。與其他組相比，對(duì)照組明顯聚集，而HFD、西格列汀和CGSh組則基本重疊。PERMANOVA檢驗(yàn)顯示，各組內(nèi)樣本距離與組間樣本距離差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），表明組間微生物群落組成差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

采用線性判別分析效應(yīng)大?。↙EfSe）分析來識(shí)別生物標(biāo)志物，如圖5e所示。結(jié)果在兩組比較中描繪了從門到屬的主要單位的分類層次結(jié)構(gòu)（對(duì)照與CGSh、HFD與CGSh）。值得注意的是，HFD組的生物標(biāo)志物包括變形菌門、葡萄球菌、氟單胞菌、弧菌和葉狀桿菌。這些微生物與炎癥、肥胖、腸道損傷、感染和肝損傷有關(guān)，統(tǒng)表示HFD組的不健康狀態(tài)。相反，CGSh組的獨(dú)特標(biāo)志微生物是乳酸桿菌，與對(duì)照組和HFD組形成鮮明對(duì)比。乳酸桿菌的存在可以闡明在CGSh組中觀察到的糖尿病緩解。

綜上所述，與HFD相比，CGSh降低了厚壁菌門/擬桿菌門的比例，表明CGSh改善了長(zhǎng)期攝入高脂肪飲食引起的腸道菌群生態(tài)失調(diào)。CGSh還增加了益生菌乳酸桿菌（一種具有血糖調(diào)節(jié)功能的細(xì)菌）的相對(duì)豐度，提高了微生物群落的多樣性。由于高多樣性已被證明與低胰島素抵抗有關(guān)，CGS肌肽有助于緩解胰島素抵抗，從而發(fā)揮降血糖作用。在這種情況下，CGSh通過調(diào)節(jié)腸道微生物群的平衡來發(fā)揮降血糖作用。

CGSh對(duì)腸道代謝物的影響

腸道微生物組的改變會(huì)導(dǎo)致腸道代謝物組成的變化，這是開發(fā)新型抗糖尿病藥物或功能性食品的關(guān)鍵參數(shù)。本研究進(jìn)行了高分辨率非靶向代謝組學(xué)分析，以探討每種治療對(duì)腸道代謝物的影響。鑒于短鏈脂肪酸與胰島素敏感性的相關(guān)性，分析了丁酸、戊酸和異戊酸的相對(duì)組成（圖6a）。值得注意的是，與其他治療組相比，CGSh治療顯著增加了戊酸的相對(duì)組成。戊酸通過G蛋白偶聯(lián)受體41與增強(qiáng)胰島素反應(yīng)性有關(guān)，有助于血糖水平。圖6b給出了顯著不同代謝物（VIP＞1，P＜0.05）的分層聚類分析。聚集在同一組內(nèi)的代謝物表現(xiàn)出相似的表達(dá)模式，表明共享功能、代謝過程或細(xì)胞途徑。與HFD組相比，CGSh組腸道代謝物中L-異亮氨酸、甲酯、四甘醇、酪氨酸-異亮氨酸（Tyr-Ile）、五甘醇、2(1H)-吡啶酮、6,8-二異戊烯基柚皮素、十八碳二烯酸及羥基丙磺酸的含量顯著升高。L-異亮氨酸以其在維持免疫功能中的作用而聞名，吡啶酮和一些甲酯等化合物已證明具有抗糖尿病作用.富含異戊二烯柚皮素的飲食通過調(diào)節(jié)葡萄糖和脂質(zhì)途徑與改善與糖尿病相關(guān)的代謝紊亂有關(guān)。相反，HFD組的3-酮鞘氨醇含量顯著高于CGSh組。3-酮鞘氨醇作為中間體參與神經(jīng)酰胺合成，神經(jīng)酰胺積累與胰島素抵抗、脂肪生成和炎癥有關(guān)。這些有益代謝物的富集和不健康代謝物的減少闡明了CGSh組對(duì)糖尿病的抵抗力。

圖6 CGSh對(duì)高血糖小鼠腸道代謝物的分析

CGSh對(duì)回腸基因表達(dá)的影響

使用從CGSh和HFD組隨機(jī)選擇的3只小鼠對(duì)回腸進(jìn)行了差異基因表達(dá)分析，采用差異表達(dá)基因的標(biāo)準(zhǔn)|log2倍數(shù)變化|＞1，顯著性水平P＜0.05。該分析鑒定出221個(gè)差異表達(dá)基因，與HFD組相比，CGSh組有41個(gè)基因上調(diào)，180個(gè)基因下調(diào)。這些結(jié)果的可視化表示顯示在火山圖中，說明了基因表達(dá)和顯著性水平的差異（圖7a）。為了在功能上注釋CGSh組相對(duì)于HFD組差異上調(diào)和下調(diào)的基因，進(jìn)行了KEGG通路富集分析（圖7b）。

圖7 CGSh對(duì)高血糖小鼠腸道代謝物的影響

AGE-RAGE信號(hào)通路中某些節(jié)點(diǎn)基因的下調(diào)可能有助于預(yù)防接受CGSh治療的小鼠的糖尿病并發(fā)癥（圖7c）。晚期糖基化終產(chǎn)物（AGEs）是由還原糖醛基團(tuán)與蛋白質(zhì)、氨基酸、脂質(zhì)或核酸等大分子物質(zhì)的游離氨基在高血糖條件下反應(yīng)形成的非酶促糖基化產(chǎn)物。AGE-RAGE信號(hào)介導(dǎo)的糖尿病并發(fā)癥包括糖尿病神經(jīng)病變、腎病和血管并發(fā)癥。當(dāng)AGEs與其受體RAGE結(jié)合時(shí)，它們會(huì)激活多種信號(hào)通路，包括PI3K-Akt、MAPK和鈣信號(hào)通路。OSMR和COL4A表達(dá)的抑制導(dǎo)致PI3K的下調(diào)，進(jìn)而減輕細(xì)胞的凋亡。IL1RAP的下調(diào)抑制NF-κB的產(chǎn)生。同時(shí)，F(xiàn)GF2和FLT1的下調(diào)，以及PTPN5的上調(diào)，導(dǎo)致ERK1/2水平降低，從而抑制NF-κB的產(chǎn)生。NF-κB水平的降低有助于緩解血栓形成、炎癥和動(dòng)脈粥樣硬化，并減弱RAGE的正反饋。此外，TGFB2和COL4A的下調(diào)在減弱系膜基質(zhì)的擴(kuò)張中起作用。

綜上所述，CGSh治療下調(diào)了回腸組織中AGE-AGER信號(hào)通路、PI3K-Akt信號(hào)通路、鈣信號(hào)通路和MAPK信號(hào)通路中的幾個(gè)關(guān)鍵基因，有利于預(yù)防糖尿病并發(fā)癥，同時(shí)能夠緩解RAGE正反饋誘導(dǎo)的胰島素抵抗，從而產(chǎn)生降血糖作用。因此，CGSh 通過調(diào)節(jié)回腸轉(zhuǎn)錄組發(fā)揮降血糖作用。

03

Conclusion

本研究系統(tǒng)地證明，CGSh在體外可抑制DPP-IV活性，并在體內(nèi)作為有效的降糖劑。從CGSh中鑒定出5個(gè)具有高DPP-IV抑制活性的新BP，提示CGSh可能具有降血糖功能。為了證實(shí)這些降血糖作用，采用HFD喂養(yǎng)小鼠開展動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。生理指標(biāo)表明，CGSh可以預(yù)防高脂飲食小鼠肥胖。血液生化分析表明，CGSh可以幫助控制高脂肪飲食小鼠的血糖升高和胰島素抵抗。然后，進(jìn)行了多組學(xué)分析，以研究CGSh作用于HFD小鼠的多種機(jī)制（圖8）。CGSh通過調(diào)節(jié)腸道菌群發(fā)揮降血糖作用。與HFD相比，CGSh處理降低了厚壁菌門/擬桿菌門的比值，這表明CGSh改善了長(zhǎng)期攝入高脂肪飲食引起的生態(tài)失調(diào)。CGSh還增加了乳桿菌屬、異桿菌屬及全桿菌屬的相對(duì)豐度。此外，腸道菌群的變化會(huì)影響微生物分泌的代謝物，其中菌群分泌的戊酸含量增加，可能與胰島素敏感性的改善相關(guān)。進(jìn)一步而言，腸道微生物群和代謝物的變化改變了腸道微環(huán)境，從而影響回腸轉(zhuǎn)錄組的表達(dá)。CGSh治療下調(diào)AGE-AGER信號(hào)通路、PI3K-Akt信號(hào)通路、鈣信號(hào)通路和MAPK信號(hào)通路，可減輕血栓形成、炎癥、動(dòng)脈粥樣硬化，預(yù)防糖尿病并發(fā)癥。綜上所述，CGSh發(fā)揮了顯著的抗糖尿病活性，這可能與其對(duì)抑制DPP-IV、上調(diào)GLP-1、平衡腸道菌群和代謝物以及調(diào)節(jié)糖尿病相關(guān)基因水平的影響密切相關(guān)。本研究為CGSh的降血糖作用提供了新的視角。然而，需要進(jìn)一步的研究來探索其在臨床環(huán)境中的綜合機(jī)制。

圖8 CGSh降血糖功能的潛在機(jī)制

Screening of Chinese giant salamander meat hydrolysates with DPP-Ⅳ inhibitory activity and systematic elucidation of their hypoglycemic functions in mouse model

Shucheng Lia,b,1, Changge Guana,1, Yi Wanga, Haihong Chenc, Wei Lic, Songjun Wangd, Chong Zhanga,b,e, Xinhui Xinga,c,e,f,*

a Key Laboratory for Industrial Biocatalysis, Ministry of Education of China, Department of Chemical Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China

b School of Life Science and Technology, Tokyo Institute of Technology, Yokohama 225-8501, Japan

c Institute of Biopharmaceutical and Health Engineering, Tsinghua Shenzhen International Graduate School, Shenzhen 518055, China

d Henan Giant Salamander Protection and Development Association, Luoyang 471000, China

e Center for Synthetic and Systems Biology, Tsinghua University, Beijing100084, China

f Institute of Biomedical Health Technology and Engineering, Shenzhen Bay Laboratory, Shenzhen 518055, China

1 Both authors contributed equally.

*Corresponding author.

Abstract

Type 2 diabetes (T2D) presents a significant health challenge, underscoring the need for functional foods and nutraceutical hypoglycemic bioactive peptides for its prevention. This study investigates the potential of proteolytic hydrolysate from artificially cultivated Chinese giant salamander (CGS) meat, a rich protein source, as a preventive strategy for T2D. We produced a CGS meat hydrolysate (CGSh) and demonstrated its ability to inhibit the T2D drug target dipeptidyl peptidase Ⅳ (DPP-Ⅳ) through in vitro assays. We identified 5 peptides (WRPPDH, WAPPSKD, IPDSPF, IPEMIF, and VPIAVPT) with high DPP-Ⅳ inhibitory activity in CGSh, suggesting its potential antidiabetic effects. In vivo experiments showed that CGSh effectively reduced insulin resistance in mice induced with a high-fat diet, as evidenced by a slower increase in blood glucose levels and a decreased HOMA-IR index. 16S rRNA sequencing analysis revealed that CGSh improved gut microbial homeostasis, promoting beneficial microorganisms and reducing harmful bacteria. Metabolomic analyses identified an increase in valeric acid levels and highlighted nine potential biomarker metabolites. By inhibiting metabolic pathways such as AGE-RAGE, CGSh might also prevent diabetic complications and reduce inflammation. These findings suggest that CGSh has a promising hypoglycemic effect, making it a potential functional food ingredient for T2D prevention and treatment.

Reference:

LI S C, GUAN C G, WANG Y, et al. Screening of Chinese giant salamander meat hydrolysates with DPP-Ⅳ inhibitory activity and systematic elucidation of their hypoglycemic functions in mouse model[J]. Food Science and Human Wellness, 2025, 14(4): 9250206. DOI:10.26599/FSHW.2024.9250206.

翻譯： 田雨欣 （實(shí)習(xí)）

編輯：梁安琪；責(zé)任編輯：孫勇

封面圖片：圖蟲創(chuàng)意