第二章 食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究課件

第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究

可以說，中國古代人早就注意到“病從口入”的道理，而且最早通過飲食調(diào)理來治療常見疾病，保障人體健康。其實(shí)中國的中草藥也是通過吃和償來找到和發(fā)明的。近年來，人們發(fā)現(xiàn)，食品，特別是乳制品中的確含有各種生物活性肽，這些生物活性肽可以發(fā)揮各種生理功能，并取得了大量研究成果，另一方，從免疫學(xué)的角度來看，動(dòng)物的免疫系統(tǒng)也存在一個(gè)悖論：那就是獲得性免疫到底對動(dòng)物的生存是怎么起作用的？假如有一種致命的疾病流行，我們知道，因?yàn)檫@是一種新的流行病，所以所有相應(yīng)的動(dòng)物都對此病原體沒有獲得性免疫，那么其生存的機(jī)會(huì)只會(huì)留給對此病有先天免疫作用的動(dòng)物，不能抵御該病原體入侵的動(dòng)物顯然會(huì)被淘汰。于是從邏輯上來講，只有對該病原體有抵抗能力（先天免疫）動(dòng)物才有機(jī)會(huì)生存10天以上，從而獲得對該病原體的獲得性免疫力。那么，獲得性免疫對動(dòng)物的生存，特別是受致命性的病原體感染時(shí)的生存起什么作用呢？顯然，獲得性免疫一定是對動(dòng)物生存起重要作用的，否則動(dòng)物，特別是高等動(dòng)物就不會(huì)進(jìn)化成如此完善的獲得性免疫系統(tǒng)，我們稱此矛盾為“獲得性免疫悖論”（adaptiveimmuneparadox）。本書作者認(rèn)為：獲得性免疫可以通過下列兩個(gè)方面對動(dòng)物的生存和進(jìn)化起重要作用：第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究1、通過母乳喂養(yǎng)對其幼仔起作用：哺乳動(dòng)物母乳中含有母親在數(shù)十年的生存和與疾病作斗爭中所獲得的體液免疫-抗各種病原體的抗體以及和T細(xì)胞活性相關(guān)細(xì)胞因子、淋巴因子等，這些獲得性免疫成分都可以通過母乳傳遞給她的幼仔，從而大大增加其生存能力。

2、腸胃道中的免疫接種系統(tǒng)：只要我們不接受關(guān)于食品可以產(chǎn)生免疫耐受的觀點(diǎn)，我們就可以不難看出，消化道實(shí)際上是一個(gè)最大的免疫接種系統(tǒng)，當(dāng)病原體通過“病從口入”進(jìn)入胃腸道以后，幾乎所有的病原體將面臨致命性的先天免疫系統(tǒng)的攻擊：首先是口腔中拒絕作用，其次是酶和一氧化氮的殺菌作用，第三是胃酸的作用，胃蛋白酶的作用，第四是膽汁的作用，第五是各種酶的消化作用，第六是腸粘膜和絨毛的機(jī)械清除作用，第七是先天免疫作用，這些作用將會(huì)殺死幾乎所有病原體，從而起到免疫接種作用，而且不會(huì)造成感染，因?yàn)榇藭r(shí)的病原體已經(jīng)失去了感染能力。在機(jī)體獲得了這種獲得性免疫能力之后，如果相同或相似的病原體再從其它途徑入侵機(jī)體時(shí)，機(jī)體就可以激活其獲得性免疫系統(tǒng)徹底消滅入侵者。

第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究第一節(jié)、初乳中的生物活性物質(zhì)及其生理作用

初乳和原料乳含有脂肪、蛋白質(zhì)、乳糖、和礦物質(zhì)，它們是哺乳動(dòng)物的重要營養(yǎng)成分。初乳還含有各種維生素、免疫球蛋白、激素、生長因子、細(xì)胞因子、酶和其它生物活性肽。這些物質(zhì)是從乳房的泡狀上皮細(xì)胞和免疫細(xì)胞代謝而來，哺乳動(dòng)物的種類、年齡和健康狀況對這些成分有一定的影響。初乳的組成和常乳有很大不同，因?yàn)樗獫M足新生兒的需求。牛初乳是牛分娩以后幾天內(nèi)分泌的乳汁。其對于新生牛犢健康的重要性是早就肯定了的。初乳除含有常乳中所具有的營養(yǎng)、蛋白、脂肪、乳糖和礦物質(zhì)外，還含有生長因子和抗微生物的因子，有些因子雖然在常乳中也有，但是其含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于初乳。在牛初乳中，最豐富的和了解最多的生長因子當(dāng)屬IGF-I和IGF-II。它們可以刺激細(xì)胞生長，通過血液作用于內(nèi)分泌激素，發(fā)揮副激素(paracrine)和自激素(autocrine)的作用。IGF-I是牛初乳中的主要形式，其濃度為7-67nmol/l，而正常的奶中含量則只有<0.3nmol/l，在正常的成人血清中，其含量為7nmol/l，IGF-I有很強(qiáng)的刺激肌肉組織合成代謝的作用，與生長激素的反饋調(diào)節(jié)有關(guān)。IGF-I可以模仿大多數(shù)，但不是全部生長激素的作用。有證據(jù)表明，骨骼肌的生長就是由IGF-I介導(dǎo)的。牛初乳中的抗菌活性因子包括免疫球蛋白、乳過氧化物酶、溶菌酶、和乳鐵蛋白等。牛初乳富含免疫球蛋白，是新生牛犢的免疫球蛋白的主要來源。初乳中IgG、IgM和IgA的含量比常乳高上百倍。

第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究表2.1奶牛分娩后2天和4周的奶的成分比較。*代表差異高度顯著(P<0.05)。乳成分單位分娩2天的初乳分娩4周的常乳日產(chǎn)量kg16.8±1.7*33.9±0.9干物質(zhì)g/kg159±16*117±12脂肪g/L70.5±8.557.6±6.7總蛋白g/L52.0±3.2*32.5±1.0乳糖g/L43.9±0.9*49.9±0.5鈉mmol/L27±1*20±1鉀mmol/L44±141±1氯mmol/L38±2*29±1電導(dǎo)率mS/cm5.6±0.2*4.9±0.2滲透壓mOsm/L295±2274±9體細(xì)胞數(shù)x106/L1479±585*41±15IGF-Iμg/L103±21*4±1胰島素μg/L4.55±1.04*0.37±0.02泌乳刺激素μg/L120±16*15.4±1.0TNF-

μg/L5.0±0.6*1.8±0.2γ-GTμkat/L137±9*24±8IgGg/L28.3±5.7*1.5±0.1第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究分段采集的乳特性單位開始采集25%50%75%100%殘留IGF-Iμg/L129±30A93.2±20.3C93.6±16.6C106±23B103±20BC97±19BC胰島素μg/L6.27±1.97A3.62±0.75C4.18±0.04BC4.85±1.12ABC6.19±2.1A5.60±1.57AB催乳素(PRL)μg/L168±45A113±15C118±13BC138±24AB148±32AB134±20BCγ-GTmkat/L157±17A127±9C138±8BC152±11AB162±14A109±12CIgGg/L38.3±8.620.6±3.124.3±3.934.5±7.736.2±11.338.3±10.9A,B不同的大寫字母表示組分存在顯著性差異(P<0.05)。表2.2初乳中的激素、-GT和IgG（分娩2天）第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究

初乳和常乳總蛋白質(zhì)的不同主要是由于IgG的含量不同，其他生物活性因子，如乳鐵蛋白、乳轉(zhuǎn)鐵蛋白、乳球蛋白等在初乳中也明顯高于常乳。總?cè)榈鞍自诔Ｈ橹邢陆悼赡懿糠值嘏c增加產(chǎn)乳量的稀釋作用有關(guān)。IGF-I的濃度在由初乳到常乳的轉(zhuǎn)變過程中迅速下降。泌乳刺激因子可能是在泌乳時(shí)從血液進(jìn)入乳中的。TNF-的濃度在初乳中顯著高于常乳。TNF-也具有趨化活性，這可能與體細(xì)胞從血液進(jìn)入乳有關(guān)。由乳中的體細(xì)胞所表達(dá)的這些TNF-可能會(huì)增加局部的免疫活性。因此，TNF-可能部分是由體細(xì)胞產(chǎn)生的，進(jìn)一步控制細(xì)胞進(jìn)入乳中的流動(dòng)。已知-GT是定位在濾泡細(xì)胞外膜上的，它可以促進(jìn)有些氨基酸跨過濾泡細(xì)胞膜的吸收。-GT的活性在初乳中要比常乳中高出很多。IgG的濃度在初乳中也比常乳高出很多，表明通過上皮分泌細(xì)胞和濾泡細(xì)胞緊密相連，抗體從血液流到乳汁。初乳期以后，IgG則通過轉(zhuǎn)運(yùn)細(xì)胞的選擇性受體介導(dǎo)向乳汁中的轉(zhuǎn)運(yùn)。Na和Cl的濃度和IgG密切相關(guān),雖然其轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制和IgG并不相同,在通過上皮細(xì)胞時(shí)的控制顯然起主要作用。

第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究初乳中主要生物活性因子及其生物活性

如上所述，初乳中很多對生長、分化和各種生理功能起作用的生長的因子。以下對這些因子及其功能進(jìn)行簡單介紹：1、非肽類營養(yǎng)因子

初乳里含有一系列的非肽類營養(yǎng)因子，具有重要的生物功能。這些因子包括：谷氨酰胺、多胺、低聚糖、核苷酸等。其是否作為生長因子尚存在爭議，但是它具有促進(jìn)細(xì)胞增值的作用卻是肯定的。推測這些因子可能是某些種類受體的配基，或作為第二信使起作用。象谷氨酰胺這種因子就經(jīng)常作為首選底物。無論如何，這些因子在保持腸胃道平衡和通過多種機(jī)制調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)中起重要作用,例如，它可以改變腸道微環(huán)境，作用于生長因子的活性等。再如，EGF對于小鼠小腸細(xì)胞系IE6的營養(yǎng)應(yīng)答就需要谷氨酰胺的存在。

第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究2、激素研究顯示，初乳中含有多種激素。將這些因子注射可以對多種器官和系統(tǒng)起作用。這些系統(tǒng)包括：下丘腦-腦垂體系統(tǒng),因?yàn)槠浜忻谌榇碳に?prolactin)、生長激素抑制素(somatostatin)、黃體激素釋放激素(luteinizinghormone-releasinghormone)、縮宮素(oxytocin),甲狀腺,因?yàn)槿橹泻屑谞钕俅碳ぜに?thyroid-stimulatinghormone)、甲狀腺素(thyroxine)、降血鈣素(calcitonin),性腺,因?yàn)槟毯写萍に?estrogen)和黃體酮(progesterone),和腎上腺、胰腺。可能有一些激素，例如黃體激素釋放激素，作用于乳漿的濃度，從而作用于新生兒的發(fā)育,因?yàn)檫@些激素可以通過腸壁細(xì)胞吸收進(jìn)入血液循環(huán)。這些激素似乎很少影響成年人，因?yàn)槌赡耆讼拗破渫ㄟ^腸壁細(xì)胞吸收到體內(nèi)。但是，當(dāng)成年人的腸道有損傷時(shí)，這些因子可能對病人有作用，例如克隆病(CrohnDisease)即局限性腸炎，由于腸道的損傷，故這些生物活性物質(zhì)可以通過腸壁細(xì)胞達(dá)到他們的受體從而介導(dǎo)病理生理作用。第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究3、細(xì)胞因子作為細(xì)胞因子的蛋白質(zhì)具有多種細(xì)胞學(xué)功能。以pM到nM的濃度作用于很多細(xì)胞。一般來講，細(xì)胞因子不能控制正常的動(dòng)態(tài)細(xì)胞平衡，但是當(dāng)細(xì)胞代謝混亂時(shí)則起重要作用,例如炎癥反應(yīng)。細(xì)胞因子誘發(fā)敏感的細(xì)胞應(yīng)答,如趨化作用、蛋白質(zhì)合成和細(xì)胞分化等。初乳和乳中含有很多細(xì)胞因子，包括：白細(xì)胞介素(IL)1?、IL-6、IL-10、腫瘤壞死因子和中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞/巨噬細(xì)胞集落刺激因子。很有可能這些因子在新生兒或嬰幼兒調(diào)節(jié)免疫發(fā)育中起重要作用。同時(shí)和從乳中吸收的免疫球蛋白和非特異性的抗菌組分，例如：初乳中的乳過氧化物酶，聯(lián)合起調(diào)節(jié)免疫的作用。

第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究4、生長因子之所以稱之為生長因子是因?yàn)樵阼b定這些因子的時(shí)候是基于其對各種各樣的細(xì)胞系在體外刺激生長的作用。但是，實(shí)際上這些生物活性肽的分子基礎(chǔ)和功能具有多樣性。這些生長因子根據(jù)其發(fā)現(xiàn)的功能進(jìn)行命名，所以他們的名字帶有其發(fā)現(xiàn)歷史的痕跡，但是顯然有些不同的名稱的生長因子其功能或分子結(jié)構(gòu)卻十分相似，甚至根本就是相同的。也有一些種類的因子，雖然生長因子之間非常相似但是實(shí)際上卻是不同的。例如人的初乳當(dāng)中的EGF和牛初乳相比具有非常高的濃度，而胰島素樣生長因子(IGF)I和II則實(shí)際上恰恰相反。初乳中幾種主要的生長因子的詳細(xì)情況討論如下。

第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究5、表皮生長因子受體配基家族

這一組多肽通常都可以和EGF受體結(jié)合(也就是c-erb1受體),包括EGF本身、TGF-、乳腺來源的生長因子II(MDGF-II)、和人類乳生長因子III(HMGF-III),這種因子可能和EGF相同。其他具有這種結(jié)合特性的相關(guān)多肽在初乳里濃度很低，沒有達(dá)到生理活性的濃度,這些生長因子是：雙調(diào)蛋白（amphiregulin）,神經(jīng)調(diào)節(jié)素（betacellulin）,和肝磷脂結(jié)合表皮生長因子（heparin-bindingEGF）。第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究6、表皮生長因子表皮生長因子（EGF）是由53個(gè)氨基酸殘基組成的多肽，成年人是在唾液腺和十二指腸的勃氏腺（Brunnersglands）分泌的。人初乳的EGF為200μg/L，常乳中為30–50μg/L，同時(shí)在很多其他哺乳動(dòng)物乳中也含有，但是牛乳中則沒有達(dá)到有意義的含量。運(yùn)用早產(chǎn)兒的胃液進(jìn)行體外試驗(yàn)表明乳源EGF在典型的胃蛋白酶水解條件下不失活。與此相對照，成年人的胃液消化EGF1–53則可以使之成為EGF1–49，其生物活性僅剩下原來的25%。一旦EGF進(jìn)入小腸,在進(jìn)食的條件下，就會(huì)變得對蛋白酶水解非常敏感，但是如果有進(jìn)食的蛋白類食物存在可以有效地保護(hù)它不被水解。第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究

關(guān)于EGF在正常情況下（未受損傷）對腸胃作用的生理功能還有爭議。多數(shù)研究結(jié)果顯示EGF受體在正常成人的腸胃道中，只存在于側(cè)壁膜的細(xì)胞上，而不是頂部細(xì)胞表面。然而，EGF受體的分布在不同的生物中可能變化很大，例如,放射自顯影研究表明，在豬的腸道頂部表面是有受體存在的。如果EGF的受體只分布于正常成年人的腸道側(cè)壁膜上,那么，EGF在腸道內(nèi)腔似乎不大可能發(fā)揮任何生物學(xué)作用。支持EGF有這種作用的證據(jù)是發(fā)現(xiàn)小鼠摘除唾液腺后不會(huì)發(fā)展成為自發(fā)性內(nèi)臟潰瘍或萎縮。然而，與對照動(dòng)物相比，它們會(huì)因?yàn)槿鄙倭诵迯?fù)系統(tǒng)而導(dǎo)致人工誘發(fā)的潰瘍。所以科學(xué)家認(rèn)為EGF起“內(nèi)臟傷害監(jiān)視肽”的作用。的確，EGF對這些部位的損傷有修復(fù)作用。但是，重要的是我們必須注意到，EGF可能進(jìn)入不成熟的內(nèi)臟和其側(cè)壁細(xì)胞的受體結(jié)合，因?yàn)槠渫ㄍ感栽黾恿恕３跞楹腿橹械腅GF因此可能在新生兒體內(nèi)抑制細(xì)菌轉(zhuǎn)移和刺激內(nèi)臟生長、發(fā)育方面具有重要作用。

第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究6、轉(zhuǎn)化生長因子

轉(zhuǎn)化生長因子（TGF-）是一種存在于人初乳和常乳中，較EGF濃度低（2.2–7.2μg/L）的50個(gè)氨基酸殘基組成的多肽分子。和EGF相比,TGF-在整個(gè)胃腸道系統(tǒng)的粘膜內(nèi)產(chǎn)生。TGF-的系統(tǒng)作用是刺激腸胃道生長與修復(fù),抑制酸分泌，刺激損傷之后的粘膜恢復(fù),和增加胃粘液素（mucin）的濃度。在小腸和結(jié)腸內(nèi),TGF-表達(dá)主要發(fā)生在小腸上段(非增生型區(qū)段),這表明其生理作用可能是影響分化和細(xì)胞遷移，而不是細(xì)胞的增生。因此TGF-可能對TGF-?起互補(bǔ)作用，以控制腸內(nèi)上皮細(xì)胞分化和增值之間的平衡。在部分肝切除術(shù)病人的胃腸粘膜損傷部位可以測定到TGF-表達(dá)的上調(diào)，這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果支持TGF-在粘膜生長和修復(fù)中的作用。對這一作用進(jìn)一步的證據(jù)來自在小白鼠中通過同源重組將TGF-“敲除”的研究。在對照條件下，這些小鼠具有相對正常的表現(xiàn)型，但是，增加了對結(jié)腸損傷的敏感性,雖然對小腸損傷并不敏感。這些發(fā)現(xiàn)支持TGF-在保持上皮連續(xù)性中的作用。換言之，多數(shù)研究表明TGF-的主要生理作用是在未受傷的粘膜系統(tǒng)中保持粘膜完整性和正常的上皮功能。

第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究7、轉(zhuǎn)化生長因子?家族

該家族在分子上是和TGF-有區(qū)別的,而且在多數(shù)系統(tǒng)中實(shí)際上是起抑制細(xì)胞增值的作用。其異構(gòu)性和TGF-?相比，其主要表達(dá)部位是在正常的腸胃道的淺表部位,它們在這些區(qū)域抑制一旦離開腸腺區(qū)細(xì)胞的增值。TGF-?具有很多功能，這種細(xì)胞因子對噬中性粒細(xì)胞具有趨化作用，刺激受傷部位表皮細(xì)胞的遷移。因此，似乎其主要作用是限制細(xì)胞的增值，在早期階段，這些因子主要是修復(fù)損傷部位，然后促使細(xì)胞向表皮粘膜剝落的區(qū)域移動(dòng)和生長，再造其連續(xù)性。TGF-?和TGF-?-樣分子在牛奶和牛初乳含量很高分別為1–2mg/L和20–40mg/L。這樣的濃度足可以防止消炎痛誘導(dǎo)的小鼠胃損傷。表明初乳中的TGF-?可能在介導(dǎo)新生兒胃腸道保持完整性方面起重要作用。自從這些已經(jīng)被證明是以TGF-?1和TGF-?2但以?2的形式為主（85%）混合物的形式存在之后，TGF-?-樣乳生長因子已經(jīng)揭示出和牛乳酪蛋白組分有聯(lián)系。第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究8、胰島素樣生長因子及其結(jié)合蛋白

胰島素樣生長因子IGF-I和IGF-II促進(jìn)細(xì)胞增值和分化。它們在結(jié)構(gòu)上相似于胰島素原（proinsulin），在高濃度時(shí)起胰島素樣作用。肝臟是IGF主要的合成位點(diǎn)，IGF-I和IGF-II也在人類發(fā)育的胎胃和小腸中高濃度表達(dá),在出生后迅速達(dá)到最大值。牛初乳含有比常乳高很多的IGF-I濃度(500μg/L)。但是在常乳中則很低，只有10μg/L。這些生長因子在酸性和熱條件下相對穩(wěn)定。所以這些生長因子在一般的條件下保存表現(xiàn)比較好，在商業(yè)加工和胃酸的條件下能保持其生物活性。已知IGF-I是促進(jìn)蛋白增加的，例如它是一種合成代謝因子，至少部分負(fù)責(zé)介導(dǎo)生長激素(GH)的促生長作用。存在于牛乳或牛初乳中的IGF-II比IGF-I要低很多,但是和IGF-I相似,它具有合成代謝活性并顯示出減少饑餓動(dòng)物的分解代謝的作用。

第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究

在?；蛉顺跞橹械腎GFs或是以自由的或是以結(jié)合的兩種形式存在。自由IGF的量在預(yù)產(chǎn)期是變化的，牛初乳中的IGF-I多數(shù)是以自由的形式存在的(不與其結(jié)合蛋白結(jié)合),相反地，在分娩前或常乳中則主要是結(jié)合形式。已經(jīng)鑒定和克隆的IGF結(jié)合蛋白(IGFBPs)有六種。開始認(rèn)為IGFBPs的主要功能是作為蛋白載體減少的蛋白酶對IGF的消化，減少其生物活性，因?yàn)槿藗円恢闭J(rèn)為只有自由形式的IGF才具有促進(jìn)細(xì)胞增值的活性。但是最近的研究表明，IGFBPs還具有另外的功能，因?yàn)橐呀?jīng)證實(shí)不同的IGFBPs在不同的組織中的分布模式是不一樣的，其濃度對于營養(yǎng)狀態(tài)的反應(yīng)也是變化的。例如，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)地塞米松對小鼠肝臟中IGFBP-1產(chǎn)物的增加作用,而對于營養(yǎng)不良的新生鼠則減少血清中的IGF-I和IGF-II，但是血清中的IGFBP-2增加。IGFBPs的詳細(xì)功能尚不清楚，雖然其可能的作用之一是分泌或溶解的IGFBP通過限制游離形式的IGF結(jié)合到它的受體上來抑制IGF-介導(dǎo)的細(xì)胞增殖和氨基酸吸收作用。相反地，細(xì)胞表面或細(xì)胞介質(zhì)相關(guān)聯(lián)的IGFBPs可能會(huì)通過增加IGF-I、IGF-II和它們的受體的局部濃度來增加IGF的活性。第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究9、來源于血小板的生長因子

來源于血小板的生長因子(PDGF)是一種酸穩(wěn)定的分子，最初鑒定的PDGF來源于血小板,但是后來發(fā)現(xiàn)巨噬細(xì)胞也合成和分泌這種因子。這種因子是由二硫健連接的兩條多肽鏈構(gòu)成，A鏈(14kDa)和B鏈(17kDa)。因此該二聚體以三種異聚體的形式存在：AA,AB,和BB)，該生物活性因子與酪氨酸激酶型受體結(jié)合。PDGF是一種纖維原細(xì)胞和動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞的重要的有絲分裂原，PDGF的體外作用已經(jīng)顯示出通過動(dòng)物進(jìn)食促進(jìn)潰瘍的康復(fù)。雖然PDGF存在于人和牛初乳和常乳中，但是牛乳中PDGF-樣促有絲分裂活性實(shí)際上來自牛初乳生長因子,該因子和PDGF具有序列上的同源性。第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究10、血管內(nèi)皮細(xì)胞生長因子血管內(nèi)皮細(xì)胞生長因子（Vascularendothelialgrowthfactor，VEGF）是一種同源二聚體34–42-kD的肝磷脂結(jié)合糖蛋白，和血小板生長因子PDGF有關(guān)，具有很強(qiáng)的血管新生,促有絲分裂和血管通透性的增強(qiáng)作用。VEGF存在于人乳中，在哺乳第一周其濃度為75μg/L，第二周降到25μg/L。VEGF的特異性受體已經(jīng)鑒定，分布在人類結(jié)腸細(xì)胞系Caco-2頂膜上。人類H-4細(xì)胞系也存在。雖然VEGF結(jié)合到這些細(xì)胞系上，但是它并不誘導(dǎo)增值響應(yīng)。VEGF的生理作用并不清楚,雖然其新生血管活性在治療消化道潰瘍這樣的疾病方面可能具有重要作用。第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究11、乳鐵蛋白乳鐵蛋白（Lactoferrin）是一種鐵結(jié)合糖蛋白，分子量為80kDa，存在于人初乳中，濃度約為7g/L,常乳中很低只有約1g/L。牛初乳中也含有乳鐵蛋白，但是含量只有人乳的10%。乳鐵蛋白有多種生物功能，包括：促進(jìn)鐵吸收，抗微生物作用，調(diào)節(jié)免疫功能等。而且，乳鐵蛋白已經(jīng)顯示出在體外能夠促進(jìn)各種細(xì)胞系的增值的作用,包括：纖維原細(xì)胞和小腸上皮細(xì)胞等,這表明乳鐵蛋白在奶中可能對于新生兒的腸道發(fā)育和調(diào)節(jié)也具有重要作用。第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究12、生長激素及其釋放因子生長激素（Growthhormone，GH）,連同其釋放因子(GHRF)和結(jié)合蛋白,存在于人和牛初乳和常乳中。報(bào)道的人初乳中GHRF濃度約41ng/L,在常乳中則降到23μg/L。哺乳期嬰兒具有很高的循環(huán)GH濃度，這大概是由于攝取GH之后它們刺激腦垂體進(jìn)一步釋放GH的結(jié)果。GH的生長促進(jìn)作用是由IGF-I的釋放介導(dǎo)的,雖然GH也有直接的促有絲分裂作用。非常有趣的證據(jù)是：系統(tǒng)的GH在腸道的生長和功能中起非常重要的調(diào)節(jié)作用。已有報(bào)道指出，GH受體存在于小鼠和轉(zhuǎn)基因鼠的整個(gè)胃腸道系統(tǒng)[62],轉(zhuǎn)基因老鼠GH的過量表達(dá)使其體重遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于對照。然而，GH在內(nèi)腔中的重要性仍然不清楚。也不知道GH受體是否存在于細(xì)胞膜的頂部。進(jìn)一步的研究應(yīng)該監(jiān)測乳及初乳中GH的生理作用。第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究13、初乳中增強(qiáng)免疫作用的生物活性因子

初乳中除含有各種生長因子外，還含有其他各種生物功能的多肽或短肽。其中最為引人注目的是具有增強(qiáng)免疫作用的生物活性肽，如乳鐵蛋白，乳鐵素和免疫球蛋白。這些免疫球蛋白對于嬰幼兒的免疫、抗菌、抗病毒、促進(jìn)嬰幼兒免疫系統(tǒng)發(fā)育具有極其重要的作用。第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究抗體種類初乳常乳IgG152.0-87.0g/L0.31-0.40g/LIgG21.6-2.1g/L0.03-0.08g/LIgM3.7-6.1g/L0.03-0.06g/LIgA3.2-6.2g/L0.04-0.06g/L表2.3初乳和常乳免疫球蛋白比較C.J.Hammeretal.(2004)

另外實(shí)驗(yàn)還證明，初乳中高濃度的IgA、IgG1和IgG2、乳鐵蛋白和溶菌酶對改善心血管功能也具有很好的作用。近年來的試驗(yàn)表明，食用動(dòng)物乳的抗體后，其主要的抗體并不被腸胃中的蛋白酶所消化，大部分可以保持到小腸末端還具有生物活性。可見奶中抗體的主要功能不是為后代提供營養(yǎng)物質(zhì)，而是抗菌和免疫功能。第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究

14、唾液酸寡醣(Sialyloligosaccharides)

T.Nakamuraetal.研究了初乳中存在的一種唾液酸寡醣(Sialyloligosaccharides)和唾液糖肽（sialylglycoconjugates），證明其具有重要的生物學(xué)功能。它可能是嬰幼兒腦神經(jīng)節(jié)苷脂來源，同時(shí)也是抗病毒和病原菌感染的重要組分。有幾種酸性寡糖在牛和人的初乳中已經(jīng)鑒定出來，并對人初乳中的這些寡糖類物質(zhì)進(jìn)行了廣泛研究。而相對來說，牛初乳則研究很少。該項(xiàng)研究測定了牛初乳中三種唾液酸寡糖的濃度、及其在各秘奶期的變化情況。研究表明，這些寡糖類物質(zhì)對病原微生物具有明顯的抑制作用，同時(shí)具有促進(jìn)免疫的作用，對于腸道中的有益菌群，如雙岐桿菌則具有很好的促進(jìn)生長的作用。這些特點(diǎn)說明這類寡糖物質(zhì)可以用于功能性食品添加劑以及醫(yī)藥工業(yè)。

第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究15、其它很少研究的多肽牛和人初乳中含有系列其他生物活性肽，其結(jié)構(gòu)和功能很少研究，這些肽包括：巨噬細(xì)胞源性生長因子(MDGF-I),是一種62-kDa多肽，已經(jīng)顯示出具有刺激乳腺細(xì)胞生長和增強(qiáng)膠原質(zhì)產(chǎn)生的作用。HMGF-I和-II,是一種酸性的多肽，其生物學(xué)作用很少研究。牛初乳生長因子,一種35-kDa的分子，負(fù)責(zé)牛初乳的大部分促有絲分裂活性，從生物化學(xué)的角度來看，它相似于HMGF-可能就是一種血小板生長因子PDGF。另一種牛MDGFs,如b-MDGF-I,其分子量約30kDa,顯示出EGF-樣活性,b-MDGF-II的分子量大于b-MDGF-I,大約50–150kDa。還有一些其他多肽的報(bào)道，但是后來發(fā)現(xiàn)其和已有的多肽相同，也有一些尚未闡明。但是顯然，過去幾年發(fā)現(xiàn)了眾多的生物活性肽，而且預(yù)計(jì)在初乳和乳中還會(huì)發(fā)現(xiàn)更多具有臨床意義的生物活性肽第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究初乳生物活性物質(zhì)的分離

由于乳中，尤其是初乳中含有各種重要的生物活性物質(zhì)，而利用乳腺來生產(chǎn)各種轉(zhuǎn)基因藥物已經(jīng)成為科學(xué)家們最關(guān)注的領(lǐng)域。所以如何把初乳或常乳中的這些生物活性因子分離和純化出來，特別是適合產(chǎn)業(yè)化的分離技術(shù)是近年來的熱門課題。ElfstrandLet.al.（2002）利用超濾法建立了從初乳中分離胰島素樣生長因子的工藝，這無疑為大量制備該生長因子奠定了基礎(chǔ)。第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究圖1.膜過濾系統(tǒng)(PilotPlantALP)第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究產(chǎn)物TP[g/kg]TN-NPN[g/kg]NCN-NPN[g/kg]脂肪[g/kg]乳糖[g/kg]灰分[g/kg]IGF-1[μg/L]IGF-1[μg/gTP]初乳19.39.59.846.826.59.9481.925分離產(chǎn)物3.30.23.1<0.0184.91355.7410表2.4經(jīng)過濃縮和純化后的主要成分IGF和微量成分表注：IGF：胰島素樣生長因子；UTP：均衡跨膜壓；TP：真蛋白；TN：總氮；NPN：非蛋白氮；NCN：非酪蛋白氮。第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究

該操作方法是基于UTP-超濾膜溫度和壓力控制操作，結(jié)合酸和熱凝聚蛋白技術(shù)。牛初乳中的IGF主要是IGF-1。IGF-1和IGF-2兩者都是分子量約為7.6kDa的單肽鏈。IGF-1通常在體液中和其結(jié)合蛋白結(jié)合在一起。在牛初乳中也可以測定到這種結(jié)合。由于IGF-1是酸穩(wěn)定的，而且有堿性氨基酸結(jié)合其上，所以在低于pH6.4時(shí)，我們就可以通過酸化將其轉(zhuǎn)化為游離肽的形式。而且，IGF-1在加熱到75-82°C，45秒鐘是不會(huì)變性的。有必要進(jìn)行30-40°C酸化pH=5.0處理，以便在兩個(gè)小時(shí)的分離過程中更好地把IGF-1和其結(jié)合蛋白分離開。第一個(gè)超濾步驟是應(yīng)用TETRA超濾系統(tǒng)(先用100kDa超濾膜去除酪蛋白、免疫球蛋白和一些乳清蛋白。殘留的蛋白通過酸處理和加熱處理去除。凝固的蛋白通過另外的0,1μm過濾膜去除，第三步是應(yīng)用3kDa超濾膜除去低分子量的化合物，如乳糖、礦物質(zhì)、和大量水分，最后的到粗提的IGF濃縮物。

第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究

從牛初乳中分離乳鐵蛋白的方法，吸引了很多人的研究。乳鐵蛋白是富含于初乳中的一種功能因子，具有免疫調(diào)節(jié)、增強(qiáng)鐵的傳遞和吸收、促進(jìn)腸道菌群的平衡、作為生長因子、廣譜的抗菌、抗氧化、抗炎、抗病毒、抗癌等獨(dú)特的生物學(xué)功能。第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究

乳鐵蛋白經(jīng)胃蛋白酶水解可以制備乳鐵素，乳鐵蛋白和乳鐵素作為功能性組分應(yīng)用于食品和醫(yī)療行業(yè)，具有廣闊的應(yīng)用和開發(fā)前景。張東送等研究采用離子交換方法，結(jié)合超濾脫鹽和冷凍干燥等工藝實(shí)現(xiàn)了從牛初乳中分離出乳鐵蛋白，利用乳鐵蛋白制備乳鐵素，并對乳鐵蛋白和乳鐵素的抗菌活性、免疫活性進(jìn)行了系統(tǒng)研究。結(jié)果表明：選用CMSephadexC-50陽離子交換樹脂，在4℃下緩慢攪拌交換12h，采用5%的NaCl溶液洗脫，可得純度為60%-90%的乳鐵蛋白（一步法洗脫純度為65%。二步法洗脫純度為90%）；酶解牛乳鐵蛋白制備乳鐵素的最佳酶解條件為，底物濃度5%(w/v)，酶與底物濃度比1:30(w/w)，酶解時(shí)間為60min；牛乳鐵蛋白與溶菌酶聯(lián)合作用能增強(qiáng)其抗菌效果。牛乳鐵蛋白對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌以及乳鐵素對其的最小抑菌濃度分別為2mg/mL，1.6mg/mL，0.5mg/mL，0.4mg/mL。此外，他們還研究了不同碳源、氮源、無機(jī)鹽、緩沖液、有機(jī)酸及不同的溫度和pH值對牛乳鐵蛋白和乳鐵素抗菌活性的影響；牛乳鐵蛋白及其酶解產(chǎn)物對小鼠脾淋巴細(xì)胞增殖的影響；添加乳鐵蛋白對延長巴氏消毒奶貯藏時(shí)間的影響。第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究圖2.不同分離方法所得乳鐵蛋白電泳分析。如圖所示，樣品1的純度在90%以上，說明該方法分離效果比較理想。第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究幾種生物活性因子的應(yīng)用1、腸胃科臨床應(yīng)用食道炎（Esophagitis）和幽門相關(guān)疾病（pylori–relateddisease.初乳，乳及其重組的生物活性肽顯示出重要的臨床應(yīng)用價(jià)值，尤其是在逆流性食道炎或幽門螺旋菌誘導(dǎo)的消化器官潰瘍方面。這是因?yàn)樗嵋种菩灾委?，特別是質(zhì)子泵抑制劑，和重組肽相比是很有效很便宜的。而且，標(biāo)準(zhǔn)的幽門疾病通常由質(zhì)子泵抑制劑和抗生素治療7天即可根除，成功率達(dá)到90%以上。而由幽門螺旋菌誘發(fā)的胃潰瘍則是終身的。而且很多的腸胃疾病的病理學(xué)都需要尋求新的治療方法。這些疾病討論如下。第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究短腸綜合癥（Short-bowelsyndrome）有些患者腸道消化和吸收食品不充分，或沒有足夠的有效時(shí)間，這通常是由于腸切除術(shù)或炎癥性腸病重復(fù)手術(shù)的結(jié)果。通用的治療方法是討厭的，復(fù)發(fā)率和死亡率都很高的,例如,長時(shí)間的靜脈注射藥物或吃藥，以及小腸移植。解決這個(gè)問題的最好的辦法就是不經(jīng)腸胃來輸入全部營養(yǎng)。有證據(jù)表明生長因子可以達(dá)到改善營養(yǎng)吸收的目的，例如EGF已經(jīng)顯示出刺激小鼠腸道生長吸收全部營養(yǎng)的作用。而且，口服EGF也可以幫助空腸切除以后的家兔腸道恢復(fù)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)和根皮苷的結(jié)合。給小豬喂養(yǎng)初乳可以顯著增加其腸道細(xì)胞增值。追加初乳特別是對于腸道切除術(shù)的小孩具有特殊的價(jià)值,因?yàn)槟c道的適應(yīng)小孩和成年人相比更容易恢復(fù)。

第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究非甾體類抗炎藥引起的腸道損傷非甾體類抗炎藥（Nonsteroidalantiinflammatorydrugs，NSAIDs）得到了廣泛的研究，并證明在骨骼、骨骼肌損傷和慢性關(guān)節(jié)炎的治療方面有效。然而，大約有2%的患者服用NSAIDs一年會(huì)產(chǎn)生腸胃副作用,包括出血、穿孔和胃腸道狹窄。酸抑制劑和前列腺素類似物已經(jīng)證明對于減少由NSAIDs造成的損傷具有明顯的效果，但是，對于防止小腸損傷則基本上無效。處理這些問題的新的治療方法是重組肽的應(yīng)用仍然是非常必要的。最近的體內(nèi)和體外研究支持這一觀點(diǎn)。EGF、TGF-、和TGF-?[75]都顯示了減少NSAID-誘發(fā)的胃損傷。但是，重組生長因子對于NSAID誘導(dǎo)小腸和大腸損傷的有益的作用都不能得到很好的證實(shí)。新的研究還表明，脫脂初乳富含生長因子制備物如前面所介紹的，可以減少NSAID誘導(dǎo)的小鼠和大鼠的胃和腸道損傷(圖3)。該項(xiàng)研究也顯示出對于減少由于服用NSAIDs所造成的胃糜爛。進(jìn)一步的證據(jù)來自近來所做的研究，脫脂初乳富含生長因子的制備物可以減少小腸的通透性，該研究是通過服用一定計(jì)量的消炎痛造成小腸損傷的志愿者做出的。有關(guān)的臨床試驗(yàn)正在進(jìn)行中。

第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究

圖3.牛初乳、消炎痛或兩者對非甾體類抗炎藥誘導(dǎo)產(chǎn)生的大鼠小腸損傷的作用。小鼠在飲水14天之后服用初乳和安慰劑，在處死之前24小時(shí)，有些動(dòng)物也接受85mg的消炎痛/kg皮下注射。顯微解剖測定了小腸絨毛的形態(tài)(放大倍數(shù)為：200)。從左向右：左端為對照，沒有服用消炎痛或初乳，其絨毛很長，尖端稍細(xì)；中間的圖片是僅接受消炎痛的老鼠，其絨毛變粗變短，頂端膨大；右側(cè)：是接受消炎痛同時(shí)接受初乳的小白鼠，其絨毛沒有顯著的變化。第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究化療引起的粘膜炎對于癌癥病人流行的療法是需要患者服用大劑量的化療制劑。結(jié)果，這些高劑量的毒性制劑會(huì)引起骨髓和胃腸道很大的副作用。結(jié)果限制了化療的持續(xù)進(jìn)行。顯然，只要保護(hù)好這些組織免受損傷，即可以增加患者的治療機(jī)會(huì)。例如：EGF可以增強(qiáng)由氨甲蝶呤(抗腫瘤藥)造成的小鼠腸粘膜損傷的恢復(fù)。TGF-?可以改善化療引起的粘膜炎,食用干酪乳清粉制備物可以減少氨甲蝶呤所引起的大鼠腸道損傷。但是，并不是所有的研究都顯示如此好的結(jié)果，因?yàn)橛行┎∪薊GF只對經(jīng)過化療的一期臨床病人消除口角潰瘍有明顯的療效。如果使用這些具有生長刺激作用或抑制作用的因子，使用時(shí)間可能是很關(guān)鍵的。生長抑制因子可能對于保護(hù)骨髓或腸道因化療所引起的損傷具有一定的作用,但是這種因子可能更適合于化療之前，而在化療之后，則更適合于生長刺激因子的使用。后者已經(jīng)用于臨床，例如：集落刺激因子用于刺激骨髓在化療以后的恢復(fù)。第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究炎癥性腸病(IBD)

潰瘍性腸炎病和克隆氏病(Crohn'sDisease)的病因?qū)W是未知的，因此，其現(xiàn)行的治療方法只是憑經(jīng)驗(yàn)，沒有很有效的治療方法。關(guān)于EGF,PDGF,TGF-?或IGF-I對大腸炎癥治療效果的動(dòng)物學(xué)模型研究已經(jīng)取得了令人鼓舞的結(jié)果。干酪乳清生長因子提取物含有幾種乳生長因子，在類似的動(dòng)物模型中具有確切的治療作用。乳原生物活性物質(zhì)已經(jīng)用于炎癥性腸病的臨床治療，服用來自酪蛋白的生物活性物質(zhì)治療克隆氏病已經(jīng)獲得了預(yù)期效果。乳的制備物中含有巨噬細(xì)胞源性生長因子（MDGFs）,如果在加工乳蛋白的過程中保護(hù)其不被破壞，則用這種提取物做初乳灌腸劑，治療潰瘍性結(jié)腸炎和頑固性直腸炎取得了很好的效果。第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究壞死性小腸結(jié)腸炎(NEC)

壞死性小腸結(jié)腸炎（NEC，Necrotizingenterocolitis）是一種嚴(yán)重的危機(jī)兒童生命的疾病,其癥狀是嚴(yán)重的小腸和大腸潰爛。雖然已經(jīng)有一系列可能的風(fēng)險(xiǎn)因素與此有關(guān)，但是其病因?qū)W尚不清楚,這些因素包括：早熟、腸道感染、腸內(nèi)缺血和超敏反應(yīng)等。雖然很多前致炎分子（proinflammatory）似乎參與到NEC病因?qū)W中，但是最近，人們把注意力鎖定在磷脂介導(dǎo)的血小板活性因子上(PAF),這種活性因子是由腸內(nèi)菌群和炎癥細(xì)胞在NEC發(fā)展期產(chǎn)生的。研究發(fā)現(xiàn)，人初乳中含有血小板活化因子-乙酰水解酶（PAF-acetylhydrolase,PAF-AH）,這就解釋了為什么母乳喂養(yǎng)可以保護(hù)小孩抵御NEC的發(fā)展。雖然NEC的分子機(jī)理仍不清楚，但是毫無疑問，一旦得病，就可能有很高的死亡率。流行的治療方法是抗生素、流體取代等，但是其治療效果不佳，所以需要新的治療方法,例如，刺激修復(fù)系統(tǒng)的肽的利用。支持這個(gè)觀點(diǎn)的證據(jù)來自最近的一項(xiàng)研究。給患者持續(xù)地灌輸EGF，結(jié)果NEC的患者獲得了很好的治療效果，見圖4，正在進(jìn)行進(jìn)一步的臨床試驗(yàn)。第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究圖4.患有壞死性小腸結(jié)腸炎的小孩腸組織切片的蘇木精和曙紅染色(放大倍數(shù)：200)。左側(cè)是治療以前，右側(cè)是用灌輸表皮生長因子治療7天以后。治療以前，腸粘膜幾乎完全潰爛，但是治療以后腸粘膜幾乎完全恢復(fù)。其詳細(xì)的情況請參見文獻(xiàn)。第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究傳染性腹瀉多數(shù)傳染性腹瀉是可以自愈的。只有偶爾的需要使用抗生素治療。對于免疫有缺陷的病人，例如HIV感染者他們對病原菌感染就會(huì)變得非常敏感。例如：隱孢子蟲（Cryptosporidium）感染。高免疫的乳（免疫乳）或初乳，就有利于預(yù)防或治療這類疾病。預(yù)防各種細(xì)菌和病毒感染的免疫乳已經(jīng)廣泛用來進(jìn)行人類和獸醫(yī)治療。例如抗輪狀病毒的免疫乳等，通過服用免疫乳（初乳）而不是純化的抗體已經(jīng)取得了良好的治療效果。另外，利用初乳中的生長因子等非特異性生物活性因子治療某些疾病也取得了很好的進(jìn)展。第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究

總之，應(yīng)用這些來源于初乳的生物活性肽或提取物治療很多疑難病癥已經(jīng)取得了令人鼓舞的進(jìn)展，尤其是腸胃道疾病。相信未來的十年，將一定會(huì)在乳、初乳和免疫乳方面取得更多的進(jìn)展，尤其是在腸胃道疾病方面可能得到廣泛應(yīng)用。第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究2、牛初乳增強(qiáng)機(jī)體免疫力和抗菌抗病毒

分泌型IgA對于宿主抵抗某些病毒和傳染是非常重要的。特別是產(chǎn)生上呼吸道感染的病毒(URTI)。分泌型IgA的含量比血清中的抗體對某些病毒的入侵更加有效，例如URTI。近來的研究表明，由于分泌型IgA主要在粘膜系統(tǒng)發(fā)揮抗感染作用，所以服用牛初乳可以激活機(jī)體粘膜系統(tǒng)抗感染的活性，而且，在運(yùn)動(dòng)員中服用牛初乳可以增加血液中的IGF-I和唾液中IgA的濃度,IGF-I的增加對于蛋白質(zhì)的合成具有正的調(diào)控作用,這也表明IGF-I對粘膜系統(tǒng)抗感染具有重要作用。因此，通過飲用牛初乳增加血液中IGF-I的研究引起了科學(xué)家們的極大興趣。服用125I-標(biāo)記的牛初乳IGF-I也已經(jīng)證明IGF-I可以進(jìn)入血液循環(huán)。給小鼠服用牛初乳也能夠促進(jìn)小腸的生長。

第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究

存在于牛初乳中的另一種重要的生物活性物質(zhì)是抗菌活性因子,包括：免疫球蛋白、乳過氧化物酶、溶菌酶、和乳鐵蛋白。牛初乳極富含免疫球蛋白，相當(dāng)于常乳的100倍以上。這些在新生兒抵御病原微生物入侵和促進(jìn)免疫和發(fā)育具有重要意義。對于免疫功能低下的病人、老人更具有廣泛的應(yīng)用前景。相信初乳的研究與開發(fā)頂將成為功能性食品和藥品開發(fā)的熱門領(lǐng)域，也一定會(huì)在提高人類健康，改善人類生理功能方面發(fā)揮越來越重要的作用。第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究第二節(jié)、免疫乳及免疫乳之謎1、免疫乳概念所謂免疫乳（ImmuneMilk）是指給哺乳動(dòng)物（主要是指奶牛、奶山羊等）選擇性地接種一些能夠引起人或動(dòng)物疾病的細(xì)菌、病毒等病原體，刺激機(jī)體發(fā)生免疫應(yīng)答以分泌特異性的抗體和相應(yīng)的免疫因子進(jìn)入乳中，這種含有特異性抗體和免疫因子的乳即為免疫乳。2免疫乳的發(fā)展史

早在1892年，德國科學(xué)家Ehrlieh就發(fā)表了關(guān)于母鼠的乳汁可使其幼仔獲得對疾病抵御能力的報(bào)道，并首次使用了“免疫乳”（Immunemilk）這一術(shù)語。

1950年，美國明尼蘇達(dá)大學(xué)著名的乳品科學(xué)家Petersen及其同事發(fā)現(xiàn)，位于牛乳房結(jié)締組織乳狀腺小泡的三角區(qū)(septa)含有抗體產(chǎn)生細(xì)胞，為研究免疫乳提供了理論依據(jù)。盡管免疫乳的發(fā)展歷經(jīng)百年，但真正進(jìn)入實(shí)際開發(fā)應(yīng)用階段則是80年代后期，為首的是美國的Stolle，他成立了第一個(gè)生產(chǎn)免疫乳制品的公司，該公司下屬的乳生物制品部(MilkBiologicDivision)從1988年開始與新西蘭乳品局合作在世界范圍內(nèi)開發(fā)、制造和銷售免疫乳制品，生產(chǎn)的產(chǎn)品有免疫全脂乳粉、免疫脫脂乳粉、超濾高蛋白免疫乳粉、免疫乳清蛋白濃縮物等，目前已銷于日本、臺灣、馬來西亞、泰國、香港等地。第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究3、免疫乳的作用免疫乳是一種天然、健康、安全并具有一定療效的新型功能性乳制品，將其用于人體的保健及對一些疾病的預(yù)防和治療具有許多優(yōu)點(diǎn)。通過試驗(yàn)，業(yè)已證實(shí)不同的免疫乳具有如下功能。a．對關(guān)節(jié)炎患者，特別是類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者。飲用特定的免疫乳可緩解腫脹、疼痛，改善關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)性及患者的精神狀態(tài)。b．可預(yù)防由輪狀病毒和大腸桿菌引起的腹瀉。c．預(yù)防霍亂的發(fā)生及中和其毒素。d．具有抗隱性孢子蟲作用。e．預(yù)防齲齒及牙周炎等口腔疾病的發(fā)生。f．改善肺功能，減少吸煙危害。g．改善心血管功能，消除主動(dòng)脈壁上脂肪的沉積和血栓的形成。h．抗破傷風(fēng)毒素。i．對高脂血癥患者具有降血脂功能。j．免疫乳中抗炎癥因子的抗感染及抗炎癥作用。i.調(diào)整腸道微生態(tài)環(huán)境，清除腸道中病原菌和腐敗菌及其所產(chǎn)生的毒素，從而調(diào)整整個(gè)機(jī)體的健康。第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究4、免疫乳的作用機(jī)理根據(jù)免疫應(yīng)答的特異性，針對不同的疾病運(yùn)用引起該疾病的病原體或毒素作為抗原對奶牛進(jìn)行系統(tǒng)免疫得到含有特異性抗體的免疫乳，當(dāng)人飲用時(shí)可起到預(yù)防和治療一些疾病的目的。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，免疫乳的這些功能主要基于以下理論。(1)、人體腸道存在局部的分泌性免疫機(jī)制。腸道的局部免疫系統(tǒng)被腸道中病原微生物刺激腸粘膜后可產(chǎn)生特異性的免疫球蛋白IgA以抵御病原微生物的感染、定植及增殖。這一腸道局部免疫機(jī)制對保持機(jī)體的健康具有重要的作用，但這一作用是有限的。當(dāng)腸道的局部免疫系統(tǒng)失調(diào)時(shí)，腸道中的一些病原微生物就會(huì)在腸道中大量增殖，最后導(dǎo)致腸道疾?。ㄈ绺篂a、腸炎等）以及非腸道疾?。ㄈ珙愶L(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、急性外圍關(guān)節(jié)炎等）的發(fā)生。研究表明，類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎與腸道中一些微生物的增殖密切相關(guān)。第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究(2)、對牛進(jìn)行選擇性免疫可獲得具有特異性的抗體。不同的免疫方法會(huì)導(dǎo)致乳中不同的免疫球蛋白占優(yōu)勢。對牛進(jìn)行局部免疫（如乳房內(nèi)接種）所產(chǎn)生的乳中，IgA占優(yōu)勢；而系統(tǒng)免疫（如肌肉內(nèi)接種），則有利于lgG的產(chǎn)生。但由于IgG是牛乳中主要的免疫球蛋白，因此采用系統(tǒng)免疫方法可得到具有高滴度的抗體的免疫乳。盡管乳中的IgG不同于腸道局部免疫產(chǎn)生的IgA，但免疫可得到特異性的抗體，因而免疫乳中的特異性IgG同樣具有一定的免疫功能。

(3)、用免疫乳通過口服對人進(jìn)行被動(dòng)免疫，腸道無需吸收抗體就可起到免疫作用。乳中的免疫球蛋白只要到達(dá)腸道后仍具有活性，就可特異性中和并清除腸道中的致病菌，從而起到預(yù)防和治療疾病的作用。同時(shí)，腸道中有害微生物的清除，還有利于有益微生物的存活與定植。事實(shí)上，以乳作為載體，免疫球蛋白通過胃腸道時(shí)由于乳中的其它組分（特別是酪蛋白及其它乳清蛋白），可以“緩沖”或“淹沒”其中的蛋白酶，從而使乳中的抗體免受其作用而保持其生物活性，同時(shí)，許多研究表明，即使是從乳中分離出來，其中的IgG在體外和體內(nèi)對蛋白酶分解仍具有較高的抗性。

(4)、免疫乳中的非抗體組分。盡管目前還不十分清楚免疫乳中的非抗體組分，但可以肯定，免疫乳中除特異性抗體外還有許多非抗體組分，如抗炎細(xì)胞因子，這些非抗體組分能發(fā)揮某些特殊的生理作用。第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究5、免疫乳的臨床試驗(yàn)在西方，牛初乳（Bovinecolostrum，BC）作為營養(yǎng)和保健品在過去十年已經(jīng)得到了充分的應(yīng)用和開發(fā)。并不像其它營養(yǎng)供應(yīng)那樣，BC并不是典型的營養(yǎng)組成，如維生素等，而是為機(jī)體提供多種蛋白因子，包括：高濃度的免疫球蛋白、生長因子、補(bǔ)體和各種針對母體所曾經(jīng)作戰(zhàn)過的病原體的特異性免疫活性物質(zhì)和抗體。事實(shí)上，幾乎所有的BCs都含有抗腸胃道病原體的特異性抗體，因?yàn)樵谀膛５纳钪斜貙⒔?jīng)歷各種病原體對免疫系統(tǒng)的挑戰(zhàn)，奶牛在和這些病原體作斗爭的過程中形成了獲得性免疫機(jī)制，這種免疫機(jī)制可以通過獲得性免疫機(jī)制，并通過哺乳保護(hù)其后代在出生后免疫系統(tǒng)尚未健全的過程中免受常見病原體的攻擊。例如，輪狀病毒（rotavirus）是常見的可以引起機(jī)體腹瀉的，可以引起新生幼仔死亡的病毒，如果奶牛已經(jīng)遭受過這種病毒的感染，或者認(rèn)為接種高病毒的疫苗，則其BC中就含有相對高滴度的抗此病毒的Ig，其它病原體與此相似。顯然，如果沒有給奶牛接種過該病原體，該奶牛也沒遭受過該病原體的入侵，其BC中自然也沒有該病原體的特異性抗體。所以早在二十世紀(jì)初，西方國家就曾經(jīng)利用給奶牛進(jìn)行免疫接種某些病原體，試圖用其免疫乳對人類進(jìn)行免疫保護(hù)和治療。為了區(qū)別于自然的牛初乳，業(yè)內(nèi)人士往往稱這種通過免疫接種所產(chǎn)生的牛初乳為“高免疫牛初乳”(hyperimmunebovinecolostrums，HBC)。第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究

免疫乳最早被用來作為灌腸劑以治療末梢結(jié)腸炎；同時(shí)也曾經(jīng)通過口服來治療一種Sjogren氏綜合癥(Sjogren’ssyndrome)。有人發(fā)現(xiàn)免疫乳可以治療口腔潰瘍；也有人免疫乳作為干眼病眼淚的替代品。由于免疫乳本身就是營養(yǎng)物質(zhì)，主要通過口服途徑，所以其沒有劑量上的限制，食用起來既便利又安全。在過去的幾十年里，經(jīng)過在分娩前給奶牛接種病原體菌苗或疫苗，然后收集其前10h的牛初乳，發(fā)現(xiàn)其初乳中的確含有高滴度的特異性抗相應(yīng)病原體或毒素的抗體，這就證明免疫接種的確改善了自然的初乳免疫成分。因此，按照有些研究者的觀點(diǎn)，“相應(yīng)的免疫球蛋白已經(jīng)升高到超過自己需求的滴度”。對某些病原體獲得高抗體滴度的情況列于表2.5。第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究表2.5在奶牛分娩后前10h所收集的BC抗體效價(jià)?？乖鄳?yīng)的抗體滴度（效價(jià)）大腸桿菌(Escherichiacoli)640大腸桿菌J5640銅綠假單胞菌(PseudomonasAeruginosa)640肺炎克雷伯氏菌(Klebsiellapneumoniae)640普通變形桿菌(Proteusvulgaris)80粘質(zhì)沙雷氏菌(Serratiamarcescens)HY1280鼠傷寒沙門菌(Salmonellatyphimurium)160金黃色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)640表皮葡萄球菌(Staphylococcusepidermidis)160釀膿鏈球菌(Staphylococcuspyogenes)160糞鏈球菌(Staphylococcusfaecalis)160綠色鏈球菌(Staphylococcusviridans)640鏈球菌StreptococcusB80白色念珠菌(Candidaalbicans)320隱孢子蟲(Cryptosporidiaoocysts)100空腸彎曲菌(campylobacterjejuni)(外表面抗原)1280幽門螺桿菌(Helicobacterpylori)640小腸結(jié)腸炎耶爾森氏菌(Yersiniaenterocolitica)YOP1(外膜蛋白)1280志賀樣毒素(Shiga-liketoxin)I1600志賀樣毒素(Shiga-liketoxin)II3200大腸桿菌熱不穩(wěn)定外毒素(LT)100輪狀病毒(Rotavirus)32第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究6、免疫乳的制備程序

第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究7、免疫乳的治療作用1、免疫缺陷性腹瀉(Immodeficiency-RelatedDiarrhea)2、傳染性疾病(預(yù)防及其治療)：

(1)、霍亂弧菌(Vibriocholerae)(2)、隱孢子蟲(Cryptosporidiosis)(3)、幽門螺桿菌(Helicobacterpylori)(4)、輪狀病毒(Rotavirus)(5)、志賀氏菌(Shigellosis)(6)、多發(fā)性硬化(MultipleSclerosis)(7)、NSAID-誘導(dǎo)的GI炎癥和滲透性第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究8、免疫乳預(yù)防和治療作用問題與爭論

對免疫乳和初乳，目前還有許多無法解決的問題，從而使人們對免疫乳產(chǎn)生了爭議，爭論的焦點(diǎn)集中在以下幾個(gè)方面：

(1)免疫乳與初乳所含抗體能否經(jīng)腸道吸收。盡管有報(bào)道稱微膠囊化的免疫乳和初乳可抵抗胃酸及蛋白酶對其抗體的破壞，但沒有多少證據(jù)表明它們可經(jīng)消化道吸收進(jìn)入人體。早在1963年，Lascelles就免疫乳試驗(yàn)陳述道：“我不愿進(jìn)行廣泛的試驗(yàn)，因?yàn)闆]有證據(jù)表明足夠量的抗體能夠被腸道吸收而起到被動(dòng)免疫的作用”。這也是很多研究人員將免疫乳的抗原定位在腸道傳染病的原因。目前還沒有足夠的證據(jù)表明免疫乳有防止非腸道傳染病的作用。

(2)免疫乳和初乳作用的時(shí)效性。免疫乳在防治腸道傳染病上可能有一定的作用，但抗體只有在抗原存在時(shí)才能發(fā)揮作用。因此對那些以預(yù)防為目的而服用免疫乳的人來說，結(jié)果可能是令人失望的。攝入的免疫乳中的抗體即便不被分解，也會(huì)隨糞便排出體外，因此其作用僅能維持很短的時(shí)間。如果不是長期服用，在遭遇病原體再次入侵時(shí)就沒有用了。

(3)長期被動(dòng)免疫是否有副作用。是否和其它抗體一樣，免疫乳和牛初乳中的抗體也會(huì)刺激機(jī)體產(chǎn)生抗抗體，從而使機(jī)體對抗原的免疫作用減弱。如果真是這樣，服用免疫乳和牛初乳不僅不能預(yù)防傳染病，反而會(huì)為傳染病的治療和康復(fù)帶來麻煩。

(4)免疫乳和初乳一樣含有各種生長因子和細(xì)胞因子，這些因子同樣可以起免疫調(diào)節(jié)作用和各種生理作用，另外乳鐵蛋白等生理活性蛋白在腸道中可能也起一定的作用，可見到底是免疫乳中的抗體起作用還是其它生物活性因子起作用，也需要進(jìn)一步研究。第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究

已經(jīng)有大量生物活性肽通過適當(dāng)?shù)牡鞍酌杆忉尫藕捅嬲J(rèn)出來，但是這里只對動(dòng)物乳來源的，研究較深入的進(jìn)行簡要介紹。第三節(jié)乳源生物活性肽

第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究1、動(dòng)物乳來源的生物活性肽第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究PeptideActivityReference?-LG9–14ACE-inhibitoryPihlanto-Lepp?l?etal.,1998?-LG15–19ACE-inhibitoryPihlanto-Lepp?l?etal.,2000?-LG15–20ACE-inhibitoryPihlanto-Lepp?l?etal.,1998?-LG22–25BactericidalPellegrinietal.,2001ACE-inhibitoryPihlanto-Lepp?l?etal.,2000?-LG25–40BactericidalPellegrinietal.,2001?-LG32–40ACE-inhibitoryPihlanto-Lepp?l?etal.,2000?-LG71–75HypocholesterolemicNagaokaetal.,2001?-LG78–80ACE-inhibitoryAbubakaretal.,1998?-LG78–83BactericidalPellegrinietal.,2001?-LG81–83ACE-inhibitoryPihlanto-Lepp?l?etal.,2000?-LG92–100BactericidalPellegrinietal.,2001?-LG94–100ACE-inhibitoryPihlanto-Lepp?l?etal.,2000?-LG102–105Opioid,MusclecontractionAntilaetal.,1991Table6.Bioactivepeptidesfoundinenzymatichydrolysatesofbovine?-lactoglobulin(?-LG)and-lactalbumin(-LA).第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究ACE-inhibitoryMullallyetal.,1996?-LG106–111ACE-inhibitoryPihlanto-Lepp?l?etal.,2000?-LG142–146ACE-inhibitoryPihlanto-Lepp?l?etal.,2000?-LG142–148ACE-inhibitoryMullallyetal.,1997ACE-inhibitoryMullallyetal.,1996?-LG146–149MusclecontractionPihlanto-Lepp?l?etal.,1997-LA1–5BactericidalPellegrinietal.,1999-LA17–31+109–104BactericidalPellegrinietal.,1999-LA61–68+75–80BactericidalPellegrinietal.,1999-LA50–52ACE-inhibitoryPihlanto-Lepp?l?etal.,2000-LA50–53OpioidAntilaetal.,1991ACE-inhibitoryMullallyetal.,1996-LA51–53ImmunomodulatingFiatetal.,1993-LA99–108ACE-inhibitoryPihlanto-Lepp?l?etal.,2000-LA104–108ACE-inhibitoryPihlanto-Lepp?l?etal.,2000-LA105–110ACE-inhibitoryPihlanto-Lepp?l?etal.,1998第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究PrecursorproteinFragmentPeptidesequenceNameFunctionRef.-casein60-70Tyr-Pro-Phe-Pro-Gly-Pro-Ile-Pro-Asn-Ser-Leu-casomorphin-11opioidagonistMeisel,1986

60-66Tyr-Pro-Phe-Pro-Gly-Pro-Ile-casomorphin-7opioidagonist,ACE-inhibition,immunomodulationBrantletal.,1979,MeiselandSchlimme,1994,Kayseretal.,1996

60-64Tyr-Pro-Phe-Pro-Gly-casomorphin-5opioidagonistHenschenetal.,1979

177-183Ala-Val-Pro-Tyr-Pro-Gln-Arg-casokinin-7ACE-inhibitionMaruyamaetal.,1985

193-202Tyr-Gln-Gln-Pro-Val-Leu-Gly-Pro-Val-Arg-casokinin-10ACE-inhibition,

immunomodulationMeiselandSchlimme1994,Kayseretal.,1996

169-175Lys-Val-Leu-Pro-Val-Pro-Gln

ACE-inhibitionMaenoetal.,1996

63-68Pro-Gly-Pro-Ile-Pro-Asn

immunomodulationMigliore-SamourandJolles,1988

191-193Leu-Leu-Tyr

immunomodulationBerthouetal.,1987

1-25Arg-Glu-Leu-Glu-Glu-Leu-Asn-Val-Pro-Gly-Glu-Ile-Val-Glu-Ser(P)-Leu-Ser(P)Ser(P)-Ser(P)-Glu-Glu-Ser-Ile-Thr-ArgcaseinphosphopeptidestimulationofmineralabsorptionGagnaireetal.,1996

s1-casein90-96Arg-Tyr-Leu-Gly-Tyr-Leu-Glucasein

exorphinopioidagonistLoukasetal.,1983

90-95Arg-Tyr-Leu-Gly-Tyr-Leucasein

exorphinopioidagonistLoukasetal.,1983

91-96Tyr-Leu-Gly-Tyr-Leu-Glucasein

exorphinopioidagonistLoukasetal.,1983

23-34Phe-Phe-Val-Ala-Pro-Phe-Pro-Glu-Val-Phe-Gly-Lys

ACE-inhibitionMaruyama

andSuzuki,1982

23-27Phe-Phe-Val-Ala-Pro-casokinin-5ACE-inhibitionMaruyamaetal.,1987b

104-109Tyr-Lys-Val-Pro-Gln-Leu

ACE-inhibitionMaenoetal.,1996

194-199Thr-Thr-Met-Pro-Leu-Trp-casokinin-6ACE-inhibition,immunomodulationMaruyamaetal.,1987,Fiatetal.,1993-casein33-39Ser-Arg-Tyr-Pro-Ser-Tyr-OHcasoxinopioidantagonistChibaetal.,1989

25-34Tyr-Ile-Pro-Ile-Gln-Tyr-Val-Leu-Ser-ArgcasoxinCopioidantagonistChibaetal.,1989

106-116Met-Ala-Ile-Pro-Pro-Lys-Lys-Asn-Gln-Asp-LysCasoplatelinantithromboticJollesetal.,1986Table7.Examplesofbiolocicallyactive

peptidesderivedfrombovinecaseinproteins.第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究PrecursorproteinFragmentPeptidesequenceNameFunctionRef.-lactalbumin

50-53Tyr-Gly-Leu-Phelactorphinopioidagonist,ACE-inhibititionAntilaetal.,1991,Mullallyetal.,1996-lactoglobulin102-105

Tyr-Leu-Leu-Phelactorphinnon-opioidstimulatoryeffectonileum回腸,ACE-inhibitionAntilaetal.,1991Mullallyetal.,1996

142-148Ala-Leu-Pro-Met-His-Ile-Arg

ACE-inhibitionMullallyetal.,1997

146-149His-Ile-Arg-Leu-lactotensinileumcontractionPihlanto-Lepp?l?etal.,1997bovineserumalbumin399-404

Tyr-Gly-Phe-Gln-Asn-AlaserorphinopioidTanietal.,1994

208-216

Ala-Leu-Lys-Ala-Trp-Ser-Val-Ala-Arg

albutensinAileumcontraction,ACE-inhibitionYamauchi,1992lactoferrin

17-41

Lys-Cys-Arg-Arg-Trp-Glu-Trp-Arg-Met-Lys-Lys-Leu-Gly-Ala-Pro-Ser-Ile-Pro-Ser-Ile-Thr-Cys-Val-Arg-Arg-Ala-PhelactoferricinantimicrobialBellamyetal.,1992Table8.Examplesofbiologicallyfunctionalpeptidesderivedfrombovinewheyproteins第二章食源性生物活性因子的發(fā)現(xiàn)與研究乳源肽段所用蛋白酶革蘭氏陽性菌革蘭氏陰性菌酵母和真菌酪蛋白殺細(xì)胞粒體(Casocidin)凝乳酶和胰凝乳蛋白酶有些抗否否酪蛋白殺細(xì)胞粒體(Casocidin－I)胰蛋白酶有些抗有些抗否擬殺細(xì)胞粒體（Isracidin）凝乳酶和胰凝乳蛋白酶有些抗否有些抗乳轉(zhuǎn)鐵蛋白B(LactoferricinB)胃蛋白酶很多抗很多抗很多抗表10.乳蛋白來源的抗菌肽第二章食源性生物活性因子