桑叶清蛋白调节肠道菌群与改善机体免疫的相关性及机制

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    32001708
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    16.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C2005.食品与肠道菌群
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2020
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2021-01-01 至2022-12-31

项目摘要

With the development of multi-omics, the relationship between diet, gut microbiota, and host immunity is attracting more and more attention. Studies showed that intestinal microorganism could mediate the interaction between protein metabolism and host immune response. However, studies on the regulation of immunity by dietary protein based on intestinal microbiota are rarely reported. And the key bacteria that mediate protein metabolism and host immunity are still unclear. Due to the nutritious, mulberry leaves are widely used as functional food. Our previous studies showed that albumin MP extracted from mulberry leaf could promote the secretion of immune factors, increase the diversity of gut microbiota, and promote the colonization of Lactobacilli. However, the key intestinal microbiota regulated by MP and its role in improving immunity need to be further studied. This project intends to analyze the effects of MP on gut microbiota and immune system through animal experiments, and identify key bacteria that can mediate MP metabolism and regulate immunity by combining microbial genomics, in vitro fermentation and selective culture experiments. The molecular mechanism of immune regulation of key metabolites will be analyzed by metabonomics, cell biology and other techniques. And then, the mechanism of intestinal microbiota mediating MP to improve immunity will be illuminated. This research is conducive to further revealing the intrinsic relationship between protein, immunity, and gut microbiota, which is meaningful for improving host health by regulating intestinal microbiota with dietary proteins.
多组学技术的发展使饮食-肠道菌群-宿主免疫的相关性研究备受关注。研究表明肠道微生物能够介导蛋白质代谢与宿主免疫应答之间的相互作用。然而基于肠道菌群探究膳食蛋白调节机体免疫的研究有限,介导蛋白质代谢与宿主免疫的关键细菌尚不明确。桑叶因营养丰富已被用作功能食品。申请人前期研究表明,从桑叶中分离的清蛋白MP可促进免疫因子分泌,显著增加菌群多样性、促进乳酸菌等定殖。但MP调节的关键肠道菌群及其在改善机体免疫中的作用有待进一步研究。本项目拟通过动物实验分析MP对小鼠肠道菌群及免疫体系的影响,并结合微生物基因组学、体外发酵及选择性培养实验,分离鉴定出可介导MP调节免疫的关键细菌;通过代谢组学、细胞生物学等技术分析关键细菌代谢产物的免疫调节机制,进而揭示肠道菌群介导MP改善机体免疫的机制。本研究有利于进一步揭示蛋白质、肠道菌群、免疫之间的内在关系,对利用膳食蛋白调节肠道菌群改善宿主健康具有重要意义。

结项摘要

多组学技术的发展使饮食-肠道菌群-宿主免疫的相关性研究备受关注。研究表明肠道微生物能够介导蛋白质代谢与宿主免疫应答之间的相互作用。然而基于肠道菌群探究膳食蛋白调节机体免疫的研究有限,介导蛋白质代谢与宿主免疫的关键细菌尚不明确。桑叶因营养丰富已被用作功能食品。申请人前期研究表明,从桑叶中分离的清蛋白可促进免疫因子分泌,显著增加菌群多样性、促进乳酸菌等定殖。但其调节的关键肠道菌群及其在改善机体免疫中的作用有待进一步研究。本项目首先对桑叶清蛋白进行分离纯化、结构鉴定,得到高纯度的桑叶蛋白GUMP,通过动物实验分析GUMP对小鼠肠道菌群及免疫体系的影响,结合微生物基因组学、体外发酵及选择性培养实验,分离鉴定出可介导GUMP调节免疫的关键细菌;通过代谢组学、细胞生物学等技术分析关键细菌代谢产物的免疫调节机制,进而揭示肠道菌群介导GUMP改善机体免疫的机制。结果表明:(1)GUMP是一种蛋白含量89%、糖含量9%的糖蛋白;(2)不同剂量的GUMP在体内外均具有免疫活性和肠道菌群调节能力,中剂量组的综合活性最优;(3)筛选出6个关键菌属,即乳球菌属、乳杆菌属、双歧杆菌属、脱硫弧菌属、Odoribacter、拟杆菌属。通过选择性培养及体外发酵二次验证,获得4个关键菌种,即粪肠球菌、格式乳球菌、台湾乳杆菌、假长双歧杆菌;(4)根据特征菌属与代谢产物的相关性分析,筛选出6种关键代谢产物:L-甘氨酸、半胱胺,乙醇胺、棕榈酸、丁酸、异戊酸;(5)测定6种代谢产物的细胞毒性及免疫活性。结果表明,相同浓度范围内丁酸、异戊酸、L-甘氨酸、半胱胺的细胞存活率高于棕榈酸及乙醇胺;同时丁酸、L-甘氨酸的NO产生能力较高。目前正进行多个细胞因子的测定,以期选出活性较高的2种产物进行免疫机制研究。本研究有利于进一步揭示蛋白质、肠道菌群、免疫之间的内在关系,对利用膳食蛋白调节肠道菌群改善宿主健康具有重要的现实意义。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Mulberry (Morus atropurpurea Roxb.) leaf protein hydrolysates ameliorate dextran sodium sulfate-induced colitis via integrated modulation of gut microbiota and immunity
桑树 (Morus atropurpurea Roxb.) 叶蛋白水解物通过肠道微生物群和免疫的综合调节改善葡聚糖硫酸钠诱导的结肠炎
  • DOI:
    10.1016/j.jff.2021.104575
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Journal of Functional Foods
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Chongzhen Sun;Xin Tang;Xin Shao;Duo Han;Hua Zhang;Yangwei Shan;Ravi Gooneratne;Lei Shi;Xiyang Wu;Marzieh Hosseininezhad
  • 通讯作者:
    Marzieh Hosseininezhad
Effects of enzymatic hydrolysis on physicochemical property and antioxidant activity of mulberry ( Morus atropurpurea Roxb.) leaf protein
酶解对桑叶蛋白理化性质及抗氧化活性的影响
  • DOI:
    10.1002/fsn3.2474
  • 发表时间:
    2021-10
  • 期刊:
    Food Science & Nutrition
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Sun C;Shan Y;Tang X;Han D;Wu X;Wu H;Hosseininezhad M
  • 通讯作者:
    Hosseininezhad M
Characterization of Purified Mulberry Leaf Glycoprotein and Its Immunoregulatory Effect on Cyclophosphamide-Treated Mice
纯化桑叶糖蛋白的表征及其对环磷酰胺治疗小鼠的免疫调节作用
  • DOI:
    10.3390/foods11142034
  • 发表时间:
    2022-07-09
  • 期刊:
    MDPI AG
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Shan, Yangwei;Sun, Chongzhen;Li, Jishan;Shao, Xin;Wu, Junfeng;Zhang, Mengmeng;Yao, Hong;Wu, Xiyang
  • 通讯作者:
    Wu, Xiyang

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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