鸭蛋清肽/壳寡糖纳米递送钙体系组装及其高效机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    31801549
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    22.0万
  • 负责人：
    侯焘
  • 依托单位：
    华中农业大学
  • 学科分类：
    C2004.食品组分与营养
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2018
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Calcium load and stability of delivery system, and intestinal absorption are three key factors affect the calcium bioavailability. The aim of this project is to fabricate three nano-delivery systems based on duck egg white peptides (DPs) and chitosan oligosaccharide (COS). Firstly, DPs and COS is connected based on Amadori link (DPs-COS); secondly, DPs and COS is connected based on the crosslinking agent calcium (DPs-Ca-COS); thirdly, DPs-Ca is embedded in the cage-type molecular formatted by COS. These three delivery systems are expected to increase the calcium load and the stability, and improve the calcium bioavailability together in the progress of calcium release in the intestine. Isothermal Titration Calorimetry (ITC) and Microthermal Surge Meter (MST) are used to evaluate the thermodynamic process in the interaction between three materials. SEM, FI-IR, AFM, fluorescence spectra, NMR is used to clarify the morphology and structure features. Molecular dynamics and quantum chemistry are used to evaluate the binding sites and micro action model. Additionally, several inhibitors of peptide transporter, endocytosis and calcium channels are used to reveal the absorption mechanism by using Fluo-3AM and laser confocal scanning microscope in Caco-2 cells. Moreover, low-calcium diet rat model is used to evaluate the effects and mechanisms of calcium delivery systems in the improvement of calcium bioavailability in vivo.
钙载量、稳定性及肠道吸收功能是影响钙制剂生物利用率的关键因素，本项目以蛋清肽、壳寡糖为材料，构建不同组装模式的蛋清肽/壳寡糖纳米递送体系：Amadori连接构建蛋清肽-壳寡糖纳米体系、Ca交联剂构建蛋清肽-Ca-壳寡糖纳米体系、壳寡糖笼型分子包载蛋清肽-Ca螯合物体系，旨在提高钙载量及稳定性，使钙缓释的同时，活性肽和益生元协同提高其钙的生物利用率。利用等温滴定量热法和微量热泳动仪研究三者之间组装的热力学行为；利用扫描电镜、红外、原子力显微镜、荧光光谱、核磁共振等手段研究纳米体系的形貌及结构特征，利用分子动力学及量子化学手段解析其结合位点和微观作用模式；通过Caco-2单层细胞模型，结合Fluo-3AM荧光探针、激光共聚焦扫描显微镜，并借助小肽转运抑制剂、细胞内吞阻断剂、钙离子通道抑制剂等，揭示其生物利用途径；通过低钙饲料大鼠模型评价纳米递送体系的提高钙生物利用率效果，厘清其协同机制。

结项摘要

本项目以鸭蛋蛋清肽（DPs）、壳寡糖（COS）为材料，采用三种不同组装模式构建了三种鸭蛋蛋清肽-壳寡糖递送钙系统，旨在提高钙载量及调节螯合物的稳定性，使钙缓释的同时，利用活性肽与益生元协同作用，提高其钙的生物利用率。主要研究结果如下：（1）热诱导DPs-COS的可溶性钙结合量相对于DPs提高了248%，此反应由DPs的-NH2与COS乙酰基上的C=O形成。该递送体系在胃环境中能够减缓钙离子的释放，使更多钙离子进入肠环境中，从而促进钙吸收。（2）在TGase-DPs-COS的可溶性钙结合量相对于DPs提高了205%。其糖肽结合位点为DPs链上的氮端端基、侧链氨基和COS上的氨基。在Caco-2单层细胞模型中，该递送体系相比于CaCl2，Ca的转运率提高76%。（3）DPs-Ca/COS-TPP（三聚磷酸钠）笼状分子体系的钙含量达到了21.01 mg/g。DPs-Ca包裹在COS-TPP的网络间隙中，形成了笼状微球。在胃环境中能够减缓钙离子的释放，从而促进钙吸收。（4）基于低钙膳食模型和植酸抑制钙吸收模型，三种递送钙系统的体内促钙吸收效果均较好，且具有调节肠道健康的功效，提示三种钙递送系统具有缓释效果，可能为补钙剂的选取提供新策略。（5）体外发酵实验表明DPs-COS递送系统显著提升有益菌丰度，增加SCFAs的含量。Gallus-gallus模型表明注射DPs-COS共价物后，小鸡小肠内SCFAs含量、有益菌丰度及小肠功能基因表达显著上升，并能逆转植酸带来的负面作用。综上，热诱导DPs-COS、TGase-DPs-COS、DPs-Ca/COS-TPP三种钙递送体系均能提高钙载量，促进钙生物利用率，并维护肠道健康。

项目成果

期刊论文数量（7）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Desalted duck egg white peptides-chitosan oligosaccharide copolymers as calcium delivery systems: Preparation, characterization and calcium release evaluation in vitro and vivo
脱盐鸭蛋清肽-壳寡糖共聚物作为钙输送系统：制备、表征和体外和体内钙释放评价
  • DOI：
    10.1016/j.foodres.2019.108974
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Food Research International
  • 影响因子：
    8.1
  • 作者：
    Mengge Zhao;Aimin Ma;Hui He;Danjun Guo;Tao Hou
  • 通讯作者：
    Tao Hou
Calcium-binding casein phosphopeptides-loaded chitosan oligosaccharides core-shell microparticles for controlled calcium delivery: Fabrication, characterization, and in vivo release studies
用于控制钙输送的钙结合酪蛋白磷酸肽负载壳寡糖核壳微粒：制造、表征和体内释放研究
  • DOI：
    10.1016/j.ijbiomac.2019.11.014
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    International Journal of Biological Macromolecules
  • 影响因子：
    8.2
  • 作者：
    Zhu Biyang;Hou Tao;He Hui
  • 通讯作者：
    He Hui
Two novel calcium delivery systems fabricated by casein phosphopeptides and chitosan oligosaccharides: Preparation, characterization, and bioactive studies
由酪蛋白磷酸肽和壳寡糖制备的两种新型钙输送系统：制备、表征和生物活性研究
  • DOI：
    10.1016/j.foodhyd.2019.105567
  • 发表时间：
    2020-05
  • 期刊：
    Food Hydrocolloids
  • 影响因子：
    10.7
  • 作者：
    Biyang Zhu;Hui He;Danjun Guo;Mengge Zhao;Tao Hou
  • 通讯作者：
    Tao Hou
蛋清源生物活性肽功能及其构效关系研究进展
  • DOI：
    10.13300/j.cnki.hnlkxb.2020.05.023
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    华中农业大学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    赵梦鸽;何慧;马爱民;侯焘
  • 通讯作者：
    侯焘
Dietary interventions for better management of osteoporosis: An overview
更好地管理骨质疏松症的饮食干预：概述
  • DOI：
    10.1080/10408398.2021.1944975
  • 发表时间：
    2021-06-21
  • 期刊：
    CRITICAL REVIEWS IN FOOD SCIENCE AND NUTRITION
  • 影响因子：
    10.2
  • 作者：
    Guo, Danjun;Zhao, Mengge;Hou, Tao
  • 通讯作者：
    Hou, Tao

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其他文献

生物活性肽促钙吸收机制与钙离子通道
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    食品安全质量检测学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    郭丹郡;侯焘;何慧
  • 通讯作者：
    何慧

其他文献

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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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