酪蛋白巨肽的生物學活性及對食欲的調節作用

王睿，張寧寧，毛極仁

（福建農林大學食品科學學院，福建福州350002）

酪蛋白巨肽（caseinomacropeptide，CMP）存在于哺乳動物母乳的κ-酪蛋白中，是凝乳酶作用于酪蛋白（主要為κ-酪蛋白）后由κ-酪蛋白C端的64個氨基酸組成的一種生物活性肽，其結構如圖1所示[1]。

研究表明，CMP具有多種生物學活性，如抗微生物活性、免疫調節作用、腸道調節作用、脂肪調節作用、抗血栓作用、食欲調節作用等[2]。其中，CMP對食欲的調節因具有潛在的控制肥胖、降低體重的作用而備受關注。本文結合目前的研究結果，對CMP的生理活性和食欲調節作用進行闡述，以期為CMP的開發應用及揭示CMP的食欲調控作用機制提供思路與科學指導。

1 CMP的生物學活性

CMP的生物學活性功能與其糖基化程度和結構密切相關。CMP化學結構中磷酸基團的不同修飾作用產生不同的序列片段可支持不同的生物學功能。CMP的主要生物學活性包括以下幾個方面。

1.1 抗微生物活性

CMP可抑制真菌和大腸桿菌增殖，保護細胞免受外界感染，利用此特性可將CMP作為殺菌劑使用[3]。CMP可借助自身結構中的糖基部分與毒素、病毒、真菌等結合，減輕其對人體產生的有害作用[4]。Brody等[5]的研究表明酪蛋白糖巨肽（caseinoglycomacropeptide，CGMP）與神經節苷脂的結合作用可有效抑制霍亂毒素的擴散。此外，CMP可抑制紅血球凝聚引起的流感病毒、變異鏈球菌粘附，因此被用于開發流感病毒抑制劑[6]。

圖1 CMP的化學結構Fig.1 Chemical composition of CMP

1.2 免疫調節作用

CMP具有免疫調節作用，可增強機體的免疫力和抵抗力，抑制有絲分裂原誘導淋巴細胞增殖或凋亡[7]。由于CMP在新生哺乳動物的免疫應答反應中具有削弱抗原的作用，從而增強新生哺乳動物對環境的適應能力。Thom?Worringer等[1]借助小鼠進行試驗，發現CMP對IgG抗體有明顯的抑制作用。葉雷等[8]灌胃給予小鼠不同劑量的CGMP發現，CGMP可顯著增加吞噬細胞的吞噬能力，且灌胃時間越長，吞噬能力作用效果越明顯。因此，可將CGMP開發成為一種功能性食品添加劑，用于增強機體非特異性細胞的免疫功能。

1.3 腸道調節作用

CMP的腸道調節作用表現為促腸道益生菌增殖、降低食欲及預防抗炎性疾病。

CMP可促進腸道益生菌增殖。它可以在促進雙歧桿菌增殖的同時抑制大腸桿菌等有害菌生長，并且顯著降低沙門氏菌的數量。大量研究表明，此作用具有劑量依賴性。江巖等[9]發現低劑量的CMP就可促進雙歧桿菌等腸道益生菌生長，并抑制大腸桿菌、沙門氏菌等有害菌生長。Robitaille等[10]的研究還發現，經胃蛋白酶處理的CMP也可促進腸道益生菌的生長。利用此特性可將CMP添加到嬰兒配方粉中，有利于防止新生兒腹瀉[2]。

糖基化的CMP能夠極大程度的刺激膽囊收縮素（cholecystokinin，CCK）的釋放[11]。CCK 是一種產生飽腹感的激素，通過刺激下丘腦內側，產生大量的飽腹信號。因此推測CMP通過促進CCK的釋放發揮對食欲的調節作用[12]。

CMP對由慢性非特異性炎癥性引起的腸道疾病有一定的治療作用。王華等[13]借助小鼠實驗表明，CMP通過抑制結腸組織細胞凋亡，改善潰瘍性結腸黏膜的損傷，從而對小鼠的腸道炎癥起到緩解作用。明珠等[14]借助小鼠實驗發現，當CGMP干預潰瘍性結腸炎小鼠時，其腸道菌群多樣性增加，結腸炎癥狀得到改善。除此之外，CMP還可通過抑制胃酸的分泌與胃泌素的釋放，減緩胃腸蠕動，緩解痙攣疼痛。

1.4 脂肪調節作用

CMP通過多種途徑發揮脂肪調節作用。Kim等[15]利用釀酒酵母菌重組人體CMP（recombinant human CMP，rhCMP），并將其添加于不同脂肪含量的飼料中喂養SD大鼠，結果發現rhCMP可顯著增加高脂飲食大鼠的脂肪排出量，同時降低肝臟中脂質含量，最終表現出對體重的控制作用。劉雪姬等[16]研究了肥胖小鼠模型的腸道微生物菌群結構，結果表明CMP可通過調節腸道菌群來降低高低脂飲食所引發的代謝疾病。

1.5 抗血栓作用

CMP可抑制二磷酸腺苷對血小板的凝集，因此具有抗血栓的生物活性。哺乳動物乳汁的凝結過程與血液凝結過程極為相似，也是由于CMP的作用。由人工合成的類似物質也可通過抑制血小板凝集進而發揮抗血栓作用[17]。利用CMP不含苯丙氨酸和酪氨酸的特性，已將其開發成醫療產品用于苯丙酮尿癥和酪氨酸血癥的治療[18]。

RA患者和骨關節置換患者標本來自于廣州市增城區新塘醫院、廣州醫科大學附屬第三醫院，暨南大學附屬第一醫院。其中，骨關節置換患者選取摔倒等各種原因導致粉粹性骨折且不是類風濕關節炎的病人。收集患者的臨床資料、關節滑膜組織和病人血清進行后續的研究。關節滑膜組織采用無菌收集，手術后取關節滑膜組織于干凈無菌的50 mL離心管中，置于冰上，于無菌操作臺剝除脂肪組織、骨頭、血管等后，用PBS洗3遍，凍存于液氮罐中，用于后續實驗研究。所有患者資料和標本收集都嚴格按照新塘醫院倫理委員會、廣州醫科大學倫理委員會和暨南大學倫理委員會相關規定進行。

1.6 獨特的營養功能

CMP氨基酸組成的多樣性，使其在臨床醫療中可為病人提供營養支持。例如利用乳源CGMP不含苯丙氨酸（Phe）的特性，可將其用于苯丙酮尿癥（phenylketonuria，PKU）病人的營養膳食補充；利用CMP糖鏈含有較多氨基葡萄糖的特性將其添加在炎癥性腸?。╥nflammatory bowel disease，IBD）的藥物中，既減輕了食用藥物的固澀感又具有較好的治療效果；CMP中富含的唾液酸可充分促進大腦的發育。

2 CMP對食欲的調節作用

CMP作為乳源蛋白中一種重要的生物活性肽，對食欲具有調節作用[19]。人體影響食欲調節作用的外周食欲調控信號分為兩種，一種是產生短期食欲影響的胃腸激素，另一種是長期作用的激素[20]。CMP通過分別對上述兩類外周食欲調控信號產生的影響進而發揮對機體食欲的調節作用。

2.1 CMP與短期食欲調節

目前已有大量研究表明，短期膳食食欲調控與多種胃腸道激素調節有關，這些調控食欲的胃腸道激素被稱之為飽腹信號。其中與CMP的食欲調節作用密切相關的飽腹激素包括：CCK、胰高血糖素樣肽-1（glucagon-like peptide-1，GLP-1）、肽 YY（peptide YY，PYY）。

2.1.1 CMP對CCK的影響

CCK是由小腸粘膜I細胞釋放的一種肽類激素，其作用機理為：特定食物和身體內各種酶的復合作用刺激CCK分泌，進而產生飽腹信號，達到控制食欲調節目的[21]。

大量實驗證實，CMP通過刺激CCK分泌影響攝食，但CCK對攝食的調節作用僅在短時間內有效，長時間的效應機制還有待進一步研究。Geraedts等[22]通過實驗證明，酪蛋白與乳清蛋白均可顯著促進小腸內分泌細胞系細胞（STC-1）釋放CCK。張寧寧等[23]借助大鼠實驗，發現灌胃CMP后大鼠血漿CCK濃度迅速升高，大鼠攝食量明顯下降，CCK濃度在短時間（灌胃后15 min）內達到峰值，灌胃30 min后則恢復灌胃前水平。Alireza等[24]的研究利用乳清分離蛋白（whey protein isolate，WPI）和酪蛋白糖巨肽（CGMP）誘導 CCK釋放。這種誘導CCK釋放作用與之前的研究結果相似，但在該實驗結果中發現這種對CCK釋放的影響僅限于在食物攝入的第一個小時，此后WPI和CGMP對葡萄糖代謝并無顯著影響。

2.1.2 CMP對GLP-1的影響

2.1.3 CMP對PYY的影響

PYY是由腸L細胞分泌的胃腸激素，存在于整個腸道中，在回腸遠端具有較高的濃度。Sukkar等[27]通過實驗發現，PYY的分泌濃度與常量營養素的組成有關，并與餐后熱量攝取成比例。PYY可通過調節直接攝食途徑或調節機體能量達到控制體重的效果。

Sloth等[28]研究顯示，給機體注射PYY可抑制食欲并使機體攝食量下降，當注射停止后，這種抑制食欲的信號仍可持續長達12 h，這表明PYY是機體產生飽腹感的重要信號。Calbet等[29]通過人體實驗證實，灌胃給予健康受試者乳清蛋白、酪蛋白以及二者的水解產物后，其血漿PYY濃度均明顯增加。Diepvens等[30]也發現牛乳蛋白（主要為酪蛋白）不僅可顯著提高GLP-1水平，乳清蛋白與豌豆蛋白水解物配合使用還可刺激PYY更大程度地抑制胃饑餓素釋放，從而對攝食量產生一定的影響。

2.2 CMP與長期食欲調節

長期攝食調節的外周食欲調控信號主要有兩種：瘦素和胰島素，這兩者相互作用，共同促進各自發揮功能[20]。CMP通過促進瘦素和胰島素的釋放達到調節食欲的目的。

瘦素（leptin）是一種能量平衡的長期調節劑，是脂肪組織分泌的信號。瘦素對機體能量代謝的調節作用主要通過減少攝食或增加能量消耗來實現，在低熱量膳食模式下瘦素可以獨立地促進體重減輕[31]。Farooqi等[32]的研究表明，瘦素缺乏患者可通過補充瘦素來減少食物的攝入并降低體重，特別是降低脂肪組織重量。到目前為止尚無直接研究表明CMP能促進血漿瘦素釋放，但已有研究表明乳清蛋白、酪蛋白可顯著增加血漿瘦素水平，且該作用與食欲調節有關[33]。

胰島素（insulin）參與調節機體的血糖代謝，控制血糖平衡。當進食一定量含有蛋白質的物質后，血液中氨基酸含量增加，機體內胰島素分泌也逐漸增加。Veldhorst[25，34]的實驗證明，當攝入不含CMP的乳清蛋白時，其血漿胰島素水平比攝入含CMP的乳清蛋白高。但Geraedts等[22]進行的乳清蛋白和CMP抑制大鼠攝食量的實驗中，并未觀察到胰島素濃度顯著增加。關于CMP是否對胰島素的釋放具有促進作用，仍需進一步的研究加以證實。

2.3 其他與CMP有關的飽腹因子

胃饑餓素（ghrelin）是胃分泌的一種肽，大量研究結果證實其具有調節食欲、促進攝食的功能。Blom等[35]的研究發現，與高糖膳食相比，早餐攝入高蛋白更能抑制餐后胃饑餓素的分泌，且胃饑餓素的分泌量與促胰島素多肽以及胰高血糖素之間存在高度相關性—二者可能共同介導餐后胃饑餓素反應。Bowen等[36]的研究中，相對于果糖和葡萄糖，乳清蛋白對胃饑餓素的抑制作用可延長2 h～4 h。目前為止尚無關于CMP對胃饑餓素影響的直接研究。

3 展望

隨著人們生活水平的不斷提高，由于能量攝入過度而導致肥胖的人群越來越多。預防肥胖的最佳方法是通過改變膳食食物構成來調節攝食行為。CMP作為牛乳蛋白中重要的生物活性物質，可通過對外周食欲調控信號的作用對食欲產生影響。因此，明確CMP調控食欲的作用機制，對從膳食角度調節體重、控制肥胖具有重要的意義。