新疆双峰驼乳活性物质促进糖尿病并发症伤口愈合的分子机制研究

In the previous studies, we found that the active component which separated from Xinjiang Bactrian camel whey could effectively control the blood glucose concentration in diabetic rats, and it also could cause faster and better wound healing in diabetic rats. This project intends to use skin injury model diabetic rats which treated with camel whey active component as the research object, 1) based on multiple diabetic wound healing pathways which has been researched previously, preliminary discuss the molecular mechanism of camel whey active component in diabetic wound healing process. 2) use high-throughput sequencing technologies to synthetically analysis the influence of whey protein components on the gene expression patterns of the diabetic wound tissue healing process. 3) the proteomics research methods is uesd to identify the protein molecules that promote the healing of diabetic wounds, and to study the relationship between its structure and efficacy and verify it.The implementation of the project will help to reveal the mechanism of the active components of camel whey protein to promote the wound healing of diabetes. It will help to develop special milk products with high technology, high added value and nutritional health function

前期研究中我们发现双峰驼乳乳清分离物可以有效控制糖尿病大鼠的血糖浓度，并对促进糖尿病大鼠的创口愈合有明显的功效。本项目拟以驼乳清活性组分处理的糖尿病大鼠创伤模型为研究对象，（1）通过对多个已知糖尿病创口愈合通路关键影响因子表达水平变化的研究，初步探讨驼乳清活性组分促进糖尿病创口愈合的分子机制。（2）利用高通量测序技术综合地分析乳清中活性蛋白组分对糖尿病创口组织愈合过程中的基因表达谱的影响，为其促进伤口愈合机制的深度挖掘提供线索。（3）采用蛋白组学研究手段鉴定驼乳清中促进糖尿病伤口愈合的蛋白质分子，研究其结构与功效的关系并进行验证。项目的实施有助于揭示驼乳清蛋白组分促进糖尿病创口愈合的作用机制。对于开发具有自主知识产权的高科技、高附加值、具有营养保健功能的特种乳产品，具有重大的理论意义和现实意义。

项目组前期研究发现，驼乳清蛋白可有效控制糖尿病大鼠的血糖浓度，具有促进糖尿病大鼠创口愈合的作用；采用蛋白组与转录组学分析，研究了驼乳降糖作用可能的分子机制。在此基础上，本项目采用高糖诱导的HUVEC细胞体外模型和糖尿病大鼠伤口模型，探讨驼乳清对促进糖尿病并发症伤口愈合的作用机制，分析其可能的构效关系，以期为驼乳保健食品或特医食品的开发提供依据。.研究结果表明：（1）驼乳清蛋白对1型和2型糖尿病大鼠伤口愈合具有良好的促进作用，伤口愈合率高于牛乳清组和盐酸二甲双胍组。驼乳清蛋白对伤口组织的氧化应激有明显的改善，可提高伤口组织中GSH、SOD和CAT含量，降低MDA的含量；对炎症因子IL-6和TNF-α具有抑制作用，对抑炎因子IL-10有明显的促进作用；同时驼乳清蛋白也降低了MCP-1的表达来降低炎症反应。HE染色和Masson染色观察结果显示，驼乳清蛋白对上表皮的再次愈合以及血管的生成也具有一定的促进作用；驼乳清干预处理后，伤口部位羟脯氨酸含量的明显增多，说明驼乳清蛋白能够通过增加伤口部位的胶原蛋白沉积改善伤口愈合率。且发现驼乳清通过调节AMPK/mTOR和PI3K/AKT/VEGF-A/eNOS等通路来促进伤口血管的生成，调节FGF-2和TGF-β来促进伤口处成纤维细胞的增殖和分化。.（2）细胞水平实验显示，驼乳清蛋白可以有效促进高糖损伤后的人脐带静脉内皮细胞（HUVEC）的恢复，促进HUVEC细胞的增殖，划痕的愈合，管状结构的形成以及迁移能力，分子机制研究显示上述表型变化与AMPK/mTOR和PI3K/AKT/VEGF-A/eNOS信号通路的调节有关。.（3）采用HUVEC细胞模型，筛选驼乳清降糖活性成分，结果表明驼乳清蛋白组分CWP8降糖效果最佳；经蛋白质组学分析，驼乳清主要的降糖活性成分为α-乳白蛋白、糖基化依赖性细胞粘附分子1、乳铁蛋白等，可通过调节PPAR信号通路、胰岛素信号通路、PI3K/Akt信号通路等改善糖尿病伤口愈合。糖尿病伤口的愈合是一个复杂多变的过程，其关键分子和作用机制还需要在未来进一步深入研究。