全球人口老龄化的快速加速显著增加了骨质疏松症(OP)和其他与年龄相关的骨代谢疾病的流行病学负担。最近的统计数据表明,OP影响全球2亿多人,每年导致约890万人骨折。OP加剧了骨骼脆弱性和功能损伤,给公共医疗系统带来了重大的治疗挑战。骨稳态是通过骨髓微环境协调的成骨细胞驱动的骨形成和破骨细胞驱动骨吸收之间的严格调节平衡来维持的。衰老通过两种机制破坏这种平衡:氧化应激和DNA损伤损害成骨细胞的增殖和分化,而衰老相关分泌表型(SASP)因子的积累,特别是促炎细胞因子,异常刺激破骨细胞的生成。这种双重干扰导致骨吸收超过骨形成的病理状态,导致老年人进行性骨丢失。尽管现有的治疗方法如双膦酸盐和甲状旁腺激素类似物提供了临床益处,但它们的长期作用管理与高成本和不利影响有关,包括颌骨坏死。这些局限性凸显了对更安全、更具成本效益和更有效的OP治疗方法的迫切需求。
饮食调节已成为缓解与年龄相关的骨质流失的一种有前景的策略。特别是,基于精确营养原则的功能性食品有望作为治疗骨代谢紊乱的辅助干预措施。小麦是全球消费最广泛的谷物之一,由胚乳、麸皮和胚芽组成。尽管小麦胚芽仅占种子重量的2%-3%,但它富含高质量的蛋白质和生物活性化合物。研究表明,小麦胚芽具有强大的抗氧化特性,增强老年小鼠中超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶等关键抗氧化酶的活性,调节有益肠道微生物的组成,抑制致病菌,减轻炎症反应,突出了其作为功能性食品的潜力。此外,通过酶水解(使用碱性蛋白酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶或木瓜蛋白酶)从小麦胚芽中提取的肽具有更强的生物活性。发现表明WGA及其水解产物具有很高的营养价值,并突出了它们作为优质蛋白质资源的潜力。小麦胚芽肽的生物活性增强主要归因于其疏水性氨基酸的含量,包括酪氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸和丙氨酸。这些芳香残基,特别是酪氨酸、色氨酸和苯丙氨酸,表现出强大的抗氧化特性。此外,含有天冬氨酸、谷氨酸、丝氨酸、脯氨酸等氨基酸和上述疏水残基的小麦胚芽肽可以螯合亚铁离子和清除自由基,发挥抗衰老作用。
在之前的研究中,从通过胃蛋白酶、胰蛋白酶和α-胰凝乳蛋白酶消化获得的小麦胚芽蛋白水解物中鉴定并纯化了一种生物活性六肽RPPSFF(以下简称RPP)。RPP促进了成骨细胞增殖,减轻了氧化损伤,减轻了衰老成骨细胞的炎症反应。基于这些发现,该研究探讨了RPP在缓解D-半乳糖(D-gal)诱导的衰老小鼠模型骨退化中的作用和机制。通过阐明RPP在骨代谢中的调节作用,为开发小麦种源性功能肽作为预防和管理老年性骨质疏松症的安全有效的营养干预措施提供了基础。