基本介紹
- 中文名：基於體外模型的耐受性核酸的消化吸收研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：董平
- 依託單位：中國海洋大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
本課題將以體外模型為基礎，從難於完全分解的耐受性核酸的角度研究食用核酸類物質的消化、吸收情況。課題將以單一純核酸化合物及核酸含量較高的食材作為原材料，採用適當消化酶和生化條件，建立適用於食用核酸類成分的體外消化模型，利用其分析核酸消化降解規律和產物特點，探尋確定難於完全降解的消化耐受性核酸。主要消化耐受性核酸以Caco-2細胞模型研究其腸吸收情況，以人體血液和淋巴液為基質，研究其體液中的穩定性，以評價何種結構或狀態的寡核苷酸可以在體內環境下倖存並吸收，為耐受性核酸在體內留存並進入組織和細胞的可能性提供依據。.課題創新之處在於：(1)將創造性的把體外模型引入食用核酸的研究中，為核酸研究另闢蹊徑；(2)將首次針對可能尚有遺傳表達生理功能的耐受性核酸，對其產生機制、結構特點、吸收特性及穩定性進行較系統研究。成果將對核酸攝入營養、安全，轉基因食品、基因藥物等核酸利用，提供技術支持和理論依據。
結題摘要
該項目以構建體外模型研究耐受性核酸的消化、特徵、吸收為目標，在3年的工作中意外發現核酸可以在胃中被消化，並且這種消化作用主要來源於胃蛋白酶（pepsin），更正了核酸消化從小腸開始的傳統觀點。通過人胃液、酵母重組表達的pepsin以及其他動物中的pepsin證實了胃蛋白酶的這一新作用，因此將胃部作為體外模型的重要一環。結合唾液對核酸的降解，初步建立了包括口腔和胃部的核酸消化體外模型，口腔部分使用直接提取的人唾液，胃部消化模擬條件為磷酸緩衝液（pH 3.5），180 mM NaCl，4 mg/mL豬pepsin，37 ℃下消化2 h，攪拌轉速95 rmp。體外模擬研究了pepsin消化核酸的理化性質，通過特異性抑制劑和部分胺基酸突變型peisin等提出peisin可能將核酸誤認做芳香族胺基酸，其活性中心可能與蛋白相同或相關。對pepsin消化後的核酸產物即消化耐受性核酸的特徵研究表明，pepsin表現為識別特定核酸序列的核酸內切酶，產物一般為幾十個nt長，且具有3’-PO4和5’-OH。同時，該消化被證明與蛋白、鹽等其他食品成分密切相關，即飲食習慣將對攝食核酸的消化產生影響。關於核酸在胃中消化的新發現於2015年7月發表。 根據消化耐受性核酸的研究結果，通過Caco-2細胞構建的小腸上皮吸收模型，研究了耐受性核酸的細胞攝取和腸吸收，發現其攝取和轉運機制為特異性受體依賴型的主動運輸，即單鏈及雙鏈寡核苷酸均可通過巨胞飲被細胞所攝取，蛋白SR、 TLR9均參與了耐受性核酸的細胞攝取。消化耐受性核酸對腸道微生物生長的研究表明它可以通過促進有益菌生長（雙歧桿菌）來抑制有害菌（大腸桿菌），並且這種作用通過寡核苷酸或單核苷酸起作用，核苷、核糖、鹼基等次級結構不能發揮作用。 進一步評價了消化耐受性核酸進入細胞或組織中發揮功能的可能性，發現它們在一定時間內可以在細胞質中以完整狀態存在，並傾向聚集於細胞核附近，因此有在腸道細胞或微生物中發揮生理功能的可能性。在血清中可被核酸酶降解，因此進入其他器官並發揮作用的可能性降低。 截止目前，本項目資助共發表SCI論文一篇（Nature group，IF>5），中文核心期刊文章3篇，接受2篇，申請專利一項（已受理）。培養博士研究生2名（1名已答辯），碩士研究生4名（2名已答辯），參加國際學術會議三次（發表口頭報告2次）。
