南京农业大学食品科技学院Jiaming Cai等在Food Bioscience期刊上发表了《Effect of Yamadazyma triangularis derived peptide XHY69AP on muscle fatigue via regulation of AMPK/PGC-1α and Nrf2/Keap1 pathways》文章(通讯作者：张万刚)。
背景
XHY69AP已被证实具有较高的体外抗氧化能力，能促进C2C12肌管细胞慢肌纤维生成及线粒体功能，有利于降低氧化应激反应，提高肌肉耐受性。此外，从XHY69AP中纯化鉴定出的四肽YPLP通过增加运动耐受时间，清除代谢物蓄积，减少体内肌肉损伤，表现出抗疲劳活性。但尚未见XHY69AP对体内肌肉疲劳影响的研究。因此，本研究通过测定运动时间、代谢物蓄积、能量储备、氧化程度、肌肉损伤等指标，探讨XHY69AP对运动小鼠缓解疲劳的调控作用。同时，通过Western印迹和RT-qPCR分析，检测能量代谢和氧化应激相关的AMPK/PGC-1α和Nrf2/Keap1通路。
主要内容
在前期研究中，本实验室从Yamadazyma triangularis中提取的分子量小于3kDa的多肽(XHY69AP)。本研究旨在探讨XHY69AP对机体肌肉疲劳的影响。在为期4周的跑台训练期间，每天通过管饲法给予运动小鼠100、200和400 mg/kg•d的XHY69AP。研究发现，XHY69AP可以增加运动小鼠的跑台疲劳时间和能量储备（糖原、三磷酸腺苷和钠钾泵），减少血清中代谢物（乳酸、尿素氮、乳酸脱氢酶和肌酸激酶）的积累，减轻腓肠肌的形态学损伤。同时，XHY69AP降低了骨骼肌和肝脏中的丙二醛含量，提高了抗氧化酶（超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶）的活性，从而减轻了过度运动造成的氧化损伤。此外，RT-qPCR和western blotting结果进一步验证了XHY69AP通过激活AMPK/PGCC-1α和Nrf2/Keap1信号通路，从而缓解小鼠的肌肉疲劳。
研究成果
XHY69AP对ICR小鼠 （A）力竭跑台时间和血清生化指标（n=10）；（B）血乳酸（BLA）；（C）血尿素氮（BUN）；（D）乳酸脱氢酶（LDH）；（E）肌酸激酶（CK）的影响。**p < 0.01和***p < 0.001是与EC组相比，，#p < 0.05、##p < 0.01和###p < 0.001为与TAU组相比。
XHY69AP和牛磺酸均显著降低了BLA和BUN含量（P < 0.01）。同时，牛磺酸和XHY69AP降低BLA水平的程度相似（P > 0.05）。TAU、L-AP、M-AP和H-AP组的LDH和CK水平低于EC组（P < 0.001）。中和高剂量XHY69AP对LDH和CK水平的降低程度大于牛磺酸（P < 0.05）。这些结果表明，XHY69AP有助于减少运动小鼠血清中的代谢物积累。
XHY69AP对能量代谢的影响。（A）肌糖原，（B）肝糖原，（C）ATP，（D）Na+k+-ATPase（n = 10）。*p < 0.05、**p < 0.01和***p < 0.001w为与EC组相比，##p < 0.01 和 ###p < 0.001为与TAU组相比
EC组的MG水平低于TAU、M-AP和H-AP组（P < 0.05）。与EC组相比，牛磺酸和所有剂量的XHY69AP均显着提高了LG水平（P < 0.001）。此外，与EC组相比，所有剂量的XHY69AP均可提高ATP水平（P < 0.01）和Na + k + -ATPase活性（P < 0.05）。TAU组和XHY69AP治疗组之间的MG，LG和ATP水平无显著差异（P> 0.05）。因此，XHY69AP可以降低疲劳小鼠的能量消耗并提高能量水平。
XHY69AP对氧化水平的影响（n = 10）。（A–B）肌肉和肝脏中的MDA含量；（C–D）肌肉和肝脏中的SOD；（E–F）GSH-Px活性。*p < 0.05、**p < 0.01和 ***p < 0.001为与EC组相比，#p < 0.05、##p < 0.01和 ###p < 0.001为与TAU组相比
与EC组相比，XHY69AP处理明显降低了MDA含量并提高了GSH-Px活性（P <0.01）。此外，XHY69AP补充组的GSH-Px活性高于TAU组（P <0.01）。对于肝脏，与EC组相比，低剂量的XHY69AP降低了MDA含量（P <0.05），而中剂量的XHY69AP提高了GSH-Px活性（P <0.05）。同时，与EC组相比，牛磺酸和XHY69AP明显提高了肌肉和肝脏中的SOD活性（P <0.05）。这些结果表明，XHY69AP对氧化反应的调节受到管饲剂量的影响，表现为疲劳小鼠脂质过氧化水平降低和抗氧化系统的改善。
XHY69AP 对骨骼肌病理的影响。组织切片在400倍放大倍数的光学显微镜下呈现。坏死组织和裂纹用箭头符号标记。比例尺显示50μm。
EC组出现肌肉裂纹、坏死组织，组织排列较稀疏，TAU组和L-AP组也出现部分肌肉裂纹，而M-AP组和H-AP组肌肉组织排列紧密，无明显裂纹和坏死组织，表明中、高剂量XHY69AP可有效减轻力竭运动引起的肌肉组织损伤。
(A) AMPK α1、(B) AMPK α2、(C) PGC-1α、(D) Sirt1和 (E) TFAM的mRNA表达（n = 5）。(F) AMPK和p-AMPK的蛋白质表达（n = 5）。(G) TFAM、Sirt1和PGC-1α的蛋白质表达（n = 5）。*p < 0.05、**p < 0.01 和 ***p < 0.001为与EC组相比
高剂量的XHY69AP可以上调AMPKα1的表达（P < 0.05），中、高剂量XHY69AP可增加AMPKα2、PGC-1α和Sirt1的表达（P < 0.05）。同时，所有剂量的XHY69AP均使TFAM的表达显著上调（P < 0.05）。Western印迹结果显示，中、高剂量的XHY69AP可增加p-AMPK的表达（P < 0.01），表明XHY69AP可以激活AMPK的磷酸化。与EC组相比，所有剂量的XHY69AP均可增加Sirt1和PGC-1α的表达（P < 0.01）。总体而言，XHY69AP参与了AMPK/PGC-1α通路，改善了运动小鼠的能量代谢。
mRNA表达水平（A）Nrf2，（B）Keap1（n = 5）。（C）Nrf2和Keap1的蛋白质表达水平（n = 5）。**p < 0.01，***p < 0.001为与EC组相比。“ns”表示无显著差异。
中剂量和高剂量的XHY69AP上调了Nrf2的表达（P < 0.01），但不能显着调节Keap1的表达（P > 0.05）。但在蛋白表达水平，各剂量XHY69AP均显著提高Nrf2表达，降低Keap1表达（P < 0.01），表明XHY69AP参与Nrf2/Keap1通路，增强抗氧化系统，缓解疲劳症状。
结论
本研究首次证明从Yamadazyma triangularis中提取的粗肽XHY69AP（分子量<3kDa）在体内具有抗疲劳活性。XHY69AP延长了运动小鼠跑步台力竭时间，减少了代谢物（BLA、BUN、CK和LDH）的积累和肌肉组织损伤。同时，XHY69AP提高了MG、LG、ATP、Na+k+-ATPase和抗氧化酶的含量，降低了MDA的含量；XHY69AP还上调了pAMPK、Sirt1、PGC-1α、TFAM、Nrf2的表达，下调了Keap1的表达，说明XHY69AP通过参与AMPK/PGC-1α和Nrf2/Keap1通路，降低氧化损伤，增强能量供应，从而缓解肌肉疲劳。本研究为提高微生物资源利用率，提出新型抗疲劳剂XHY69AP提供了科学依据。但新型抗疲劳剂XHY69AP的大规模发酵及应用还有待进一步探索。
✦
原文链接
✦
Jiamming Cai, Ye Tao, Lujuan Xing, Lei Zhou, Ming Ju, Wangang Zhang, Effect of Yamadazyma triangularis derived peptide XHY69AP on muscle fatigue via regulation of AMPK/PGC-1α and Nrf2/Keap1 pathways, Food Bioscience, Volume 58,2024,1003793, ISSN 2212-4292.
https://doi.org/10.1016/j.fbio.2024.103793
✦
推荐阅读
✦
文字：方玉娟
校编：邢路娟
排版：陈天龙
审核：李春保
