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研究作者与机构
本研究的主要作者包括Kentaro Kaneko、Yuki Tokuyama、Eriko Taniguchi、Shimon Abe、Junya Nakato、Hiroshi Iwakura、Masaru Sato、Atsushi Kurabayashi、Hideyuki Suzuki、Akira Ito、Yuki Higuchi、Ryoko Nakayama、Kimiko Uchiyama、Hajime Takahashi和Kousaku Ohinata。研究团队来自京都大学（Kyoto University）的研究生院农业科学部门、和歌山医科大学（Wakayama Medical University）的第一医学部门、以及Kazusa DNA研究所（Kazusa DNA Research Institute）和Kameda Seika有限公司（Kameda Seika Co., Ltd.）的水稻研究所。该研究于2023年发表在《Journal of Agricultural and Food Chemistry》期刊上。
学术背景
本研究的主要科学领域是食品科学与生物技术，特别是从食物蛋白质中提取的生物活性肽（bioactive peptides）的生理功能研究。胃肠道不仅是营养消化和吸收的场所，还分泌多种外周激素，如胃饥饿素（ghrelin）、胆囊收缩素（cholecystokinin）和胰高血糖素样肽-1（glucagon-like peptide-1）。近年来，胃肠道被认为是多种生物活性成分的来源，这些成分通过消化酶的作用产生。生物活性肽是食物蛋白质消化过程中形成的特定蛋白质片段和衍生物，可能提供超越其营养价值的额外健康益处。
水稻（Oryza sativa）是全球三大主要谷物之一，为人类提供了碳水化合物和蛋白质的重要来源。尽管已建立了从水稻胚乳中高效提取蛋白质的方法，但水稻蛋白质的工业规模制备仍然具有挑战性，且对其功能的研究有限。本研究旨在探索水稻蛋白质酶解产物中是否存在能够调节胃饥饿素分泌的生物活性肽，并评估其在体内的生理效应。
研究流程
本研究包括以下主要步骤：
1. 水稻蛋白质的酶解：使用微生物来源的酶（如枯草杆菌蛋白酶subtilisin、嗜热菌蛋白酶thermolysin和Sumizyme）对水稻胚乳蛋白质进行酶解，制备酶解产物。
2. 胃饥饿素分泌的体外实验：使用胃饥饿素分泌细胞系MGN3-1细胞，测试不同酶解产物对胃饥饿素分泌的刺激作用。通过酶联免疫吸附试验（ELISA）测定培养基中酰化胃饥饿素（acylated ghrelin）的浓度。
3. 候选肽的筛选与合成：基于质谱分析从酶解产物中筛选出30,000多种肽，并根据结构-活性关系（structure-activity relationship）选择候选肽（如QAFEPIRSV和TNPWHSPRQGSF），并通过化学合成制备这些肽。
4. 候选肽的体外功能验证：在MGN3-1细胞中测试候选肽对胃饥饿素分泌的刺激作用，并研究其作用机制（如细胞内钙离子水平和cAMP水平的测量）。
5. 体内实验：通过口服给药，研究候选肽对小鼠血浆胃饥饿素水平、食物摄入量和小肠转运的影响。
6. 老年小鼠的食物摄入实验：评估水稻酶解产物对9月龄和24月龄老年小鼠食物摄入量的影响。
主要结果
1. 酶解产物的体外作用：枯草杆菌蛋白酶酶解产物显著刺激MGN3-1细胞中酰化胃饥饿素的分泌，且呈剂量依赖性。
2. 候选肽的筛选与功能验证：从酶解产物中筛选出的肽QAFEPIRSV和TNPWHSPRQGSF显著刺激MGN3-1细胞中酰化胃饥饿素的分泌，分别被命名为rice-ghretropin A和rice-ghretropin B。
3. 作用机制：rice-ghretropin A通过增加细胞内钙离子水平促进胃饥饿素分泌，且其焦谷氨酸化形式（[pyr1]-rice-ghretropin A）也具有类似作用。
4. 体内实验：口服rice-ghretropins显著增加小鼠血浆酰化胃饥饿素水平，并促进食物摄入量和小肠转运。
5. 老年小鼠实验：水稻酶解产物显著增加9月龄和24月龄老年小鼠的食物摄入量，表明其可能对老年性厌食症（anorexia of aging）具有改善作用。
结论
本研究首次报道了从水稻蛋白质中提取的生物活性肽（rice-ghretropins）能够刺激胃饥饿素分泌并增加食物摄入量。这些肽通过增加细胞内钙离子水平促进胃饥饿素分泌，并在小鼠体内表现出显著的食欲刺激作用。此外，水稻酶解产物对老年小鼠的食物摄入量也有显著促进作用，表明其可能作为功能性食品成分用于改善老年性厌食症。
研究亮点
1. 重要发现：首次发现水稻来源的生物活性肽能够刺激胃饥饿素分泌并增加食物摄入量。
2. 方法创新：基于质谱分析和结构-活性关系的高通量筛选方法，快速高效地鉴定出具有生物活性的肽。
3. 研究对象的特殊性：研究不仅关注年轻小鼠，还评估了老年小鼠的食物摄入量，为老年性厌食症的治疗提供了新思路。
其他有价值的内容
本研究还探讨了rice-ghretropins的作用机制，发现其通过细胞内钙离子信号通路促进胃饥饿素分泌，这为开发新型食欲调节药物提供了理论基础。此外，研究团队还计划进一步研究这些肽在体重和肌肉质量调节中的长期效应。
以上是本研究的全面报告，涵盖了研究背景、流程、结果、结论及其科学价值和应用前景。