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Introduction
心血管疾病是全球主要死因之一,包括心脏和血管疾病。高血压、吸烟、不健康饮食等因素可导致心血管疾病,其中血栓是常见的诱因。血栓形成涉及多种因素,包括凝血酶和内皮细胞。凝血酶在血栓形成中起关键作用,但过多的凝血酶会损伤内皮细胞。目前的凝血酶抑制剂虽有效,但副作用明显,因此需要寻找更安全有效的替代品。食品中的生物活性肽被认为具有潜在的抗血栓作用,可作为健康产品和特医食品的重要成分。大连工业大学国家海洋食品工程技术研究中心青年教师程述震、杜明教授等研究了牡蛎抗凝肽能缓解凝血酶诱导的血管内皮细胞屏障功能障碍和血栓形成表型,为其他食源性多肽抗凝机制的探究奠定了理论基础。
Results and Discussion
牡蛎肽阻碍了凝血酶刺激的 HPMEC 活化
牡蛎肽能有效抑制凝血酶诱导的内皮细胞激活,并减少细胞释放的IL-6和vWF等激活标志物。通过竞争性机制,P-2-CG能与凝血酶结合并阻止其与底物的作用,进而保护内皮细胞免受过度凝血酶损伤。
牡蛎肽下调凝血酶诱导的血管内皮促血栓形成表型
内皮细胞在血栓形成和止血过程中起着至关重要的调节作用。在病理情况下,内皮细胞被激活,产生大量凝血酶,导致内皮细胞从抗凝血状态转变为促凝血状态。凝血酶通过诱导内皮细胞表达组织因子,从而引发凝血级联反应,导致血栓形成。牡蛎肽能有效抑制凝血酶诱导的内皮细胞激活,减少促凝血标志物(如IL-6和vWF)的释放。通过与凝血酶竞争结合,并阻止其与底物的作用,从而保护内皮细胞免受过度凝血酶的损伤。此外,牡蛎肽还能降低血浆中凝血酶的生成,延长血栓形成时间,抑制血栓形成。
牡蛎肽可修复凝血酶诱导的 HPMEC 内皮屏障功能障碍
内皮细胞形成一种选择性屏障,将血液与组织隔开。这种屏障的完整性可能会受到各种炎症和促血栓介质(细胞因子、凝血酶等)的影响,伴随着可逆的细胞萎缩和内皮细胞间隙形成。作者评估了P-2-CG对凝血酶诱导的屏障功能障碍的保护作用。凝血酶引起的通透性与内皮细胞细胞骨架重塑有关,包括应力纤维形成(F-肌动蛋白)和黏附连接蛋白(血管内皮细胞黏附素)的位置移位。实验结果显示,P-2-CG预处理可减轻凝血酶引起的电阻下降幅度,并延迟屏障功能障碍的发生。此外,100 μmol/L P-2-CG显著增强了内皮细胞在与凝血酶孵育后的屏障功能恢复速度,与单独与凝血酶孵育的细胞相比。虽然内皮细胞屏障功能在与凝血酶接触后的1.5 h内恢复到基线水平,但P-2-CG预处理后的恢复程度明显优于单独凝血酶孵育的细胞。
牡蛎肽负向调节凝血酶诱导的信号通路
在研究中,作者评估了P-2-CG对凝血酶诱导的内皮细胞屏障功能障碍的影响。实验结果表明,P-2-CG预处理可以减轻凝血酶引起的内皮细胞通透性增加,并延迟屏障功能障碍的发生。此外,P-2-CG还能显著增强内皮细胞在与凝血酶接触后的屏障功能恢复速度。研究还发现,P-2-CG可以减少凝血酶引起的应力纤维形成,并保护细胞间连接蛋白在细胞间连接处的分布。此外,P-2-CG预处理还可以抑制凝血酶诱导的内皮细胞ICAM-1和VCAM-1的表达,通过阻断NF-κB信号通路减少炎症和黏附分子的表达。这些结果表明,P-2-CG可能通过多种途径抑制凝血酶引起的内皮细胞功能障碍,为内皮功能障碍和血栓形成的治疗提供了新思路。
Conclusion
研究人员对牡蛎肽在凝血酶诱导的内皮细胞功能障碍中的作用进行了深入探究。他们发现,牡蛎肽能够显著减轻凝血酶引起的内皮细胞通透性增加,延缓屏障功能障碍的发生,并加快内皮细胞屏障功能的恢复速度。此外,牡蛎肽还能抑制凝血酶诱导的内皮细胞应力纤维形成,保护细胞间连接蛋白在细胞间连接处的分布。实验结果还显示,牡蛎肽预处理可以显著降低凝血酶诱导的内皮细胞ICAM-1和VCAM-1的表达水平,通过阻断NF-κB信号通路减少炎症和黏附分子的表达。这些发现表明,牡蛎肽可能通过多种途径发挥保护作用,有望成为治疗内皮功能障碍和血栓形成的潜在策略。
第一作者简介
程述震,大连工业大学食品学院副教授,硕士生导师,H指数15。主要研究方向:生物活性肽构效关系及功能机制、食品蛋白质资源开发与利用、食品蛋白(肽)营养与代谢。主持纵向项目国家自然科学基金(青年基金)、十四五国家重点研发计划、辽宁省创新联合体科技重大专项项目、辽宁省教育厅高校基本科研项目和中国食品科学技术学会食品科技基金计5 项,主持横向项目福建安井食品集团股份有限公司开放课题计1 项。兼任连界FFL未来食品科学家顾问、2023年大连市科技特派员;学术兼职包括Agriculture Communications期刊青年编委&优秀审稿专家、Food and Health、Food Science of Animal Products和《食品研究与开发》期刊青年编委、Frontiers in Nutrition和Foods期刊Guest editor。以第一作者或通信作者在TrAC-Trends in Analytical Chemistry (IF=13.1)、Critical Reviews in Food Science and Nutrition (IF=10.2)、Food Chemistry (IF=8.8)、Journal of Agricultural and Food Chemistry (IF=6.1)和Food & Function (IF=6.1)等杂志上共发表论文26 篇,以主要参加人授权(申请)国家发明专利23 项。
通信作者简介
杜明,教授,大连海洋大学校长,博士研究生导师,大连工业大学食品学院/国家海洋食品工程技术研究中心朱蓓薇院士团队“蛋白质科学与技术”研究方向负责人。入选国家万人计划科技创新领军人才、科技部中青年科技创新领军人才、教育部新世纪优秀人才,全球前2%顶尖科学家榜单。兼任国务院食品与营养专业学位研究生教育指导委员会委员、辽宁省食品科学技术学会副理事长;学术兼职包括Food Frontiers、Food Science and Human Wellness、Protein and Peptide Letters、《食品科学》、《食品工业科技》、《食品工研究与开发》、《大连工业大学学报》等期刊编委。主要从事研究领域:(1)食源性蛋白构效关系及活性机制;(2)专用功能性蛋白质配料加工技术;(3)民族特色食品加工及产业化。主持国家十四五重点研发专项项目、国家十三五重点研发专项项目、国家自然科学基金重点项目等多项课题。作为主要完成人获省部级科技进步一等奖和二等奖各2项,省部级科技发明二等奖1 项,国家教学成果二等奖1 项。在Nature Communications(IF=16.6)、ACS nano (IF=18.0)、Chemical Engineering Journal (IF=16.7)、Biotechnology Advances (IF=16.0)、Trends in Analytical Chemistry (IF=13.1)、Critical Reviews in Food Science and Nutrition (IF=11.2) 等期刊以第一或通信身份发表论文170余篇,论文总引用次数6 000余次,H-index 43;参编《Mineral Containing Proteins》,《Biologically Active Peptides》等著作13 部;制定“蛋白质基食品”相关行业标准3 项,第一发明人授权国家发明19 项。
袁陆顺,上海交通大学附属第一人民医院,血管外科介入中心医师,荷兰莱顿大学医学中心医学博士,H指数19。主要研究方向:血管生物学,内皮糖萼与糖尿病血管并发症,泌尿系统肿瘤。主持市级临床创新项目1项。以第一作者或通信作者在Journal of Thrombosis and Haemostasis (IF=10.6)、International Journal of Biological Sciences (IF=9.2)、Cell Death & Disease (IF=9.0)等杂志上共发表论文19 篇。
Oyster-derived anticoagulant peptide mitigates thrombin-induced barrier dysfunction and prothrombotic phenotype in human pulmonary microvascular endothelial cells
Shuzhen Chenga,b, Siyi Wanga,b, Ximing Yanga,b, Minghao Xiea,b, Qi Yanga,b, Lushun Yuanc,*, Ming Dua,b,*
a SKL of Marine Food Processing & Safety Control, School of Food Science and Technology, Dalian Polytechnic University, Dalian 116034, China
b National Engineering Research Center of Seafood, Collaborative Innovation Center of Seafood Deep Processing, Dalian Polytechnic University, Dalian 116034, China
c Department of Vascular Surgery, Shanghai General Hospital, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 201620, China
*Corresponding authors.
Abstract
Thrombin blockers have been shown to be effective for various pathological conditions, but their use is limited due to the potential for serious bleeding adverse effects. This study introduced a novel bioactive peptide (P-2-CG) from oyster, that mitigated thrombin-mediated barrier dysfunction and prothrombotic phenotypes in human pulmonary microvascular endothelial cells (HPMECs). P-2-CG significantly attenuated the increase in endothelial monolayer permeability induced by thrombin through the possible attenuation of RhoA activation and it promoted barrier recovery by enhancing endothelial cell adhesion. Additionally, P-2-CG was found to decrease the pro-thrombotic phenotype induced by thrombin in HPMEC by reducing the extrinsic trigger tissue factor mRNA expression, which resulted in prolonged plasma clotting time, decreased Factor Xa activation, and reduced thrombin generation. Moreover, P-2-CG inhibited thrombosis efficiently by blocking intercellular adhesion molecule 1 and vascular cell adhesion protein 1 expression via tyrosine phosphorylation of nuclear factor-κB p65. P-2-CG inhibits thrombin mediated inflammation and provides a potential therapeutic option for treating endothelial dysfunction and thrombosis.
Reference:
CHENG S Z, WANG S Y, YANG X M, et al. Oyster-derived anticoagulant peptide mitigates thrombin-induced barrier dysfunction and prothrombotic phenotype in human pulmonary microvascular endothelial cells[J]. Food Science and Human Wellness, 2025, 14(5): 9250119. DOI:10.26599/FSHW.2024.9250119.
本文编译内容由作者提供
编辑:王佳红;责任编辑:孙勇
封面图片:图虫创意
为汇聚全球智慧共探产业变革方向,搭建跨学科、跨国界的协同创新平台,由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心、国家市场监督管理总局技术创新中心(动物替代蛋白)、中国食品杂志社《食品科学》杂志(EI收录)、中国食品杂志社《Food Science and Human Wellness》杂志(SCI收录)、中国食品杂志社《Journal of Future Foods》杂志(ESCI收录)主办,西南大学、 重庆市农业科学院、 重庆市农产品加工业技术创新联盟、重庆工商大学、重庆三峡学院、西华大学、成都大学、四川旅游学院、西昌学院、北京联合大学协办的“ 第三届大食物观·未来食品科技创新国际研讨会 ”, 将于2026年4月25-26日 (4月24日全天报到) 在中国 重庆召开。
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为系统提升我国食品营养与安全的科技创新策源能力,加速科技成果向现实生产力转化,推动食品产业向绿色化、智能化、高端化转型升级,由北京食品科学研究院、中国食品杂志社《食品科学》杂志(EI收录)、中国食品杂志社《Food Science and Human Wellness》杂志(SCI收录)、中国食品杂志社《Journal of Future Foods》杂志(ESCI收录)主办,合肥工业大学、安徽农业大学、安徽省食品行业协会、安徽大学、合肥大学、合肥师范学院、北京工商大学、中国科技大学附属第一医院临床营养科、安徽粮食工程职业学院、安徽省农科院农产品加工研究所、安徽科技学院、皖西学院、黄山学院、滁州学院、蚌埠学院共同主办的“第六届食品科学与人类健康国际研讨会”,将于 2026年8月15-16日(8月14日全天报到)在中国 安徽 合肥召开。
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