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释放黑水虻幼虫蛋白衍生物在宠物日粮中的真正潜力

发布日期:2021-10-22 09:51:04浏览次数:180

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摘要

Abstract

 黑水虻幼虫(BSFL)衍生的蛋白质作为可持续的宠物日粮成分越来越受欢迎。根据文献记载,这些成分具有很强的抗氧化性和抗菌活性。该研究的结果表明,BSFL蛋白衍生物具有极高的抗关节炎潜力。同时,由于葡萄糖胺的存在,BSFL蛋白衍生物不仅可以帮助预防关节炎的形成,而且还起到治疗的作用。


该文献中提到,此次研究中的三种黑水虻幼虫(BSFL)蛋白衍生物均含有0.4-0.5%(干物质)的单体葡萄糖胺,因此每100g干粮含30%昆虫蛋白的宠物干粮可提供约120mg单体葡萄糖胺。


此外,本次研究中的三种黑水虻幼虫(BSFL)蛋白衍生物均有极强的细胞保护活性,可以很好地降低活性氧的产生,进而预防宠物关节炎的形成。而宠物日粮配方中常用的鸡肉粉却被证明会通过促进单核细胞产生活性氧(ROS)来促使关节炎的形成。


材料与方法

Materials and Methods

1.材料

原料:巴氏杀菌黑水虻幼虫(BSFL)粉、酶解+巴氏杀菌BSFL粉、水溶性BSFL蛋白(APH)、鸡肉粉

实验对象:原料的水溶性提取物(P、HP、APH、CM)


2.实验设计

1)维持悬浮液的细胞密度为10^6个/mL;

2)用胰蛋白蓝法测定细胞活性,主要活性>95%;

3)检测以下指标。


3.计算与统计分析

1)葡萄糖胺含量;

2)蛋白酶抑制;

3)红细胞膜稳定性;

4)巨噬细胞产生的活性氧(ROS);

5)单核细胞产生的活性氧(ROS) ;

6)细胞毒性。


结果

Results

1.葡萄糖胺含量:葡萄糖胺及其盐通常被用作营养药物的补充剂,以缓解患有骨性关节炎的狗的疼痛。


分析:

1)本次研究中的三个测试对象均含有0.4-0.5%的单体葡萄糖胺(干物质),因此含有30%昆虫蛋白的宠物干粮可提供120mg单体葡萄糖胺/100g干粮;


2)但有报告提出狗口服葡萄糖胺对其吸收有限,因此需要对葡萄糖胺在动物体内的转化吸收动力学进行研究。


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2.蛋白酶抑制:OA的发生分为三个不同的阶段:1阶段-软骨基质的蛋白修复水解;2阶段-软骨表面颤动和裂解,连同裂解产物释放到滑液中;3阶段-滑膜细胞通过吞噬裂解产物产生蛋白酶(参与1阶段反应)和引发炎症的细胞因子。

分析:

1)水溶性黑水虻幼虫(BSFL)蛋白(APH)、BSFL水溶性提取物(P)、BSFL水溶性提取物(HP)和鸡肉粉水溶性提取物碎肉(CM)均对胰蛋白酶活性没有抑制作用。表明BSFL蛋白衍生物在第1期对预防OA没有任何作用。


2)植物蛋白(包括豆粕)含有不同类型的胰蛋白酶抑制剂,它与胰蛋白酶原不可逆地结合,以降低蛋白质的消化率。而本次测试中BSF蛋白衍生物并没有抑制胰蛋白酶,这表明它们相对某些植物蛋白更有营养优势。


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3. 红细胞膜稳定性:红细胞的稳定性在类风湿性关节炎中至关重要。红细胞沉降率的增加可归因于在骨关节炎(OA)过程的第三阶段产生的ROS的攻击。此外,如果关节腔中可存活的红细胞的浓度降低,它可能对软骨和滑膜组织有严重的影响。

分析:

1)在本研究中,三种黑水虻幼虫(BSFL)蛋白衍生物在所有浓度≥0.5mg/mL时都具有很强的细胞保护活性。


2)在最高浓度下,P组表现出对细胞裂解的最大的抑制作用。


3)在浓度高达1mg/mL下,CM组表现出几乎没有细胞保护活性。但在2mg/mL 时,CM组表现出很强的细胞保护活性。说明在CM的条件下,一些活性氨基酸有可能以在较高浓度下更有活性的化学形式存在。


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4. 巨噬细胞产生的活性氧(ROS):巨噬细胞在动物体内能够在吞噬期间识别、吞噬和破坏致病性微生物或物质。在骨关节炎(OA)过程中,激活的巨噬细胞刺激产生了ROS,导致软骨细胞的衰老和软骨分解。

分析:

1)在本研究中,三种黑水虻幼虫(BSFL)蛋白衍生物都能够抑制巨噬细胞产生的ROS。


2)在最高浓度下,P和APH能够抑制>50%的ROS产生,而在CM中没有观察到ROS抑制活性。


3)结果表明,BSFL蛋白衍生物可以抑制巨噬细胞产生的ROS,并可能有助于预防宠物的骨关节炎(OA)。


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5. 单核细胞产生的活性氧(ROS):氧化应激可能触发单核细胞中ROS的产生,这可能进一步促进骨关节炎(OA)的发展。

分析:

1)在本研究中,三种黑水虻幼虫(BSFL)蛋白衍生物在所有浓度≥0.025mg/mL时都能够有效地抑制活性氧(ROS)的产生,且浓度越高抑制效果越强。


2)在最高浓度下,P、HP和APH均能够抑制约80%的ROS产生。


3)而在CM中所有浓度都表现出促炎活性,但随着浓度的上升而呈下降趋势。


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6. 细胞毒性:黑水虻幼虫(BSFL) 蛋白衍生物对动物细胞没有毒性。

分析:

1)在试验中,测试样本对HL-60细胞的活力没有负面影响。说明:(a)BSFL 蛋白衍生物在所有测试浓度下对动物细胞都没有毒性;(b)在其他测试中ROS活性抑制并不是由于细胞死亡而导致的。


2)APH具有高度水溶性(>95%),含有100%<1000Da的蛋白质(即短链肽),这使其成为预防关节炎的候选药物。


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结论

Conclusion

      1、本研究结果证明,黑水虻幼虫(BSFL)蛋白衍生物具有极高的抗关节炎潜力。


      2、 黑水虻幼虫(BSFL)蛋白衍生物不仅可以用于预防关节炎的形成(红细胞稳定、巨噬细胞和单核细胞活性氧(ROS)产生的减少),还可以帮助稳定葡萄糖胺的合成。


       3、此外,本项目研究数据表明,常用于宠物日粮配方的鸡肉粉,可以通过促进单核细胞产生活性氧(ROS)来促使关节炎的形成。



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感谢原文作者的研究与分享:

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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