李 卓,田迎櫻,李雪靜,于 朋,王靜鳳,*
(1.中國海洋大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,山東 青島 266003;2.青島海洋生物醫(yī)藥研究院,山東 青島 266000)
骨折是由外力作用、骨骼疾病等引起的骨或骨小梁的連續(xù)性中斷,容易造成骨折延遲愈合或不愈合的現(xiàn)象。有統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,長骨開放性骨折后,17%的患者出現(xiàn)骨不連現(xiàn)象,另有8%患者的骨骼出現(xiàn)延遲愈合,嚴(yán)重影響患者健康及日常生活[1]。骨折延遲愈合引起的高致殘率與I型糖尿病、中風(fēng)或獲得性免疫缺陷征對患者產(chǎn)生的影響相當(dāng)[2]。目前還沒有被批準(zhǔn)的藥物用于加速骨折愈合或治療骨不連[3]。臨床上常采用物理和基因治療的方法治療骨折,但是這些方法價格昂貴,也有可能出現(xiàn)副作用,所以人們期望采取膳食治療的方法輔助臨床治療,加快患者骨折愈合速度;因此,通過膳食治療來加快骨折愈合逐漸成為研究熱點(diǎn)。
南極磷蝦資源開發(fā)應(yīng)用前景廣闊,除蘊(yùn)藏量豐富之外,南極磷蝦還具有高營養(yǎng)價值,被譽(yù)為巨大的蛋白質(zhì)庫[4]。有研究表明,相比陸生生物體內(nèi)提取難度大且含量極低的生物活性肽,南極磷蝦蛋白是一類生物價優(yōu)于肉類蛋白和牛奶蛋白的優(yōu)質(zhì)蛋白[5]。隨著生物活性肽的高效利用在營養(yǎng)和食品科學(xué)領(lǐng)域中逐漸受到關(guān)注,通過酶解手段制備具有生物活性的南極磷蝦多肽,可進(jìn)一步擴(kuò)展南極磷蝦資源的開發(fā)利用空間[6]。有文獻(xiàn)表明南極磷蝦肽(peptides from Antarctic krill,AKP)具有抗疲勞[7]、抗氧化[8]、降血壓[9]等活性,本課題組前期研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)酶解產(chǎn)生的低氟AKP[10]和磷酸化磷蝦肽[11]可以有效調(diào)節(jié)去卵巢大鼠體內(nèi)的骨穩(wěn)態(tài),且能通過激活BMP2/Smads和Wnt/β-catenin分子途徑促進(jìn)骨形成[12],改善老年性骨質(zhì)疏松癥,而骨形成對橋接愈傷組織的穩(wěn)定性至關(guān)重要,但有關(guān)AKP調(diào)節(jié)骨折愈合及其機(jī)制的研究尚鮮見報道。本實(shí)驗(yàn)以AKP為研究對象,研究其對小鼠骨折愈合過程的促進(jìn)作用及相關(guān)機(jī)制,以期為南極磷蝦蛋白的高值化利用提供理論依據(jù)。
雌 性C 5 7 B L / 6 小 鼠 ( S P F 級 別 , 體 質(zhì) 量(20.00±2.50)g,購于北京維通利華實(shí)驗(yàn)動物技術(shù)有限公司,生產(chǎn)許可證號:SCXK(京)2014-0001。
脫脂南極磷蝦粉購于遼寧省大連海洋漁業(yè)集團(tuán)。
蛋白聚糖Aggrecan、轉(zhuǎn)化生長因子β(transforming growth factor-β,TGF-β)、血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)、I型膠原蛋白(collagen type I,Col1α)、酶聯(lián)免疫吸附測定(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)試劑盒 美國R&D公司;UNIQ-10柱式TRIzol總RNA抽提試劑盒、隨機(jī)引物 上海生工生物技術(shù)服務(wù)有限公司;M-MLV逆轉(zhuǎn)錄酶 美國Promega公司;dNTP Mixture 寶日醫(yī)生物技術(shù)(北京)有限公司;成軟骨分化轉(zhuǎn)錄因子(SRY-related HMG-box,SOX9)、X型膠原蛋白(collagen type X,Col10α)、TGF-β等檢測基因引物均由蘇州金唯智生物科技有限公司合成;其他試劑為分析純。
GL-20M高速冷凍離心機(jī) 上海盧湘儀離心機(jī)儀器公司;1200型液相色譜儀、10/300 GL色譜柱 美國Agilent Technologies公司;HZ-TQG-10L低溫噴霧干燥機(jī) 上海雅程儀器公司;Model 680型酶標(biāo)儀美國Bio-Rad公司;微型電子計算機(jī)斷層掃描(computed tomography,CT)系統(tǒng) 瑞士Scanco Medical AG公司;WGP-300型隔水式恒溫培育箱 上海安亭科學(xué)儀器有限公司;BH-2型顯微鏡 日本Olympus公司;Ultra Trurrax T18 basic型高速勻漿機(jī) 德國IKA公司;Light Cycler 96 Instrument實(shí)時熒光定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(quantitative real-time polymerase chain reaction,qPCR)儀 瑞士Roche公司。
1.3.1 AKP的制備
參照薛長湖等[13]的方法制備AKP。將脫脂南極磷蝦粉與水按1∶10(m/V)配成均勻溶液(pH 7.5),按1∶50(m/V)加入中性蛋白酶,50 ℃酶解6 h,100 ℃水浴使酶失活,酶解反應(yīng)終止,4 500 r/min離心20 min取上清液。0.3 mol/L鹽酸清洗脫氟,靜置后4 500 r/min離心20 min取上清液,經(jīng)噴霧干燥即得AKP。凝膠排阻色譜法測得AKP分子質(zhì)量主要分布在400~2 000 Da,凝膠色譜條件:流動相為體積分?jǐn)?shù)30%乙腈(0.1%三氟乙酸),樣品質(zhì)量濃度為5 g/L,進(jìn)樣量為50 μL,流速為0.5 mL/min,紫外檢測波長為220 nm;參照GB 5009.5—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測定 凱氏定氮法》測定AKP中蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85.4%;參照李紅艷[14]的方法采用氟離子選擇電極法測得AKP中氟含量為1.66 mg/kg。
1.3.2 動物分組及骨折模型建立
70 只健康小鼠適應(yīng)性飼養(yǎng)一周后,體積分?jǐn)?shù)4%水合氯醛麻醉,于右脛中上1/3處進(jìn)行脛骨開放性骨折手術(shù)。術(shù)后存活小鼠隨機(jī)分為:骨折模型組(Model,生理鹽水)、AKP低劑量組(AKP-L,200 mg/kg mb)、AKP高劑量組(AKP-H,400 mg/kg mb),每組21 只。骨折術(shù)后第一天立即灌胃受試動物,每天一次,灌胃量均為10 mL/kgmb。分別在術(shù)后5、10、21 d,每組取7 只小鼠禁食不禁水8 h后摘眼球取血,分離血清用于相關(guān)指標(biāo)的測定,取3 只右脛骨痂,快速剔除肌肉和筋膜組織用于組織形態(tài)學(xué)觀察,取剩余4 只右脛骨痂于-80 ℃保存,用于測定軟骨內(nèi)骨化過程關(guān)鍵基因mRNA的轉(zhuǎn)錄水平。
1.3.3 骨痂組織形態(tài)學(xué)觀察
取5、10、21 d小鼠右脛骨痂,置于體積分?jǐn)?shù)10%中性甲醛中固定24 h,于體積分?jǐn)?shù)8%乙二胺四乙酸二鈉溶液(pH 7.3)中脫鈣3~4 周,每隔一周更換一次脫鈣液。脫鈣完成后,常規(guī)石蠟包埋切片(厚7 μm),進(jìn)行蘇木精-伊紅(hematoxylin-eosin,HE)染色,顯微鏡監(jiān)測骨痂組織形態(tài)變化過程。
1.3.4 CT分析
骨折術(shù)后21 d,取下髓內(nèi)針,用微型CT系統(tǒng)以70 kV的電壓和114 μA的電流掃描小鼠右脛骨,掃描區(qū)域?yàn)楣钦劬€近端3 mm和遠(yuǎn)端3 mm之間。使用匹配軟件中的骨骼分析庫功能計算形態(tài)參數(shù)(骨小梁數(shù)、骨體積/組織體積和骨小梁間距),用Image J軟件分析2D CT圖像獲得骨痂組織橫切面,直接測量最長直徑(a)和最短直徑(b)以評估愈傷組織的尺寸。
1.3.5 血清生化指標(biāo)測定
參照ELISA試劑盒說明書檢測不同時期小鼠血清Aggrecan、TGF-β、VEGF、Col1α的質(zhì)量濃度。
1.3.6 qPCR分析
取5、10、21 d小鼠右脛骨痂,按照總RNA抽提試劑盒說明書進(jìn)行總RNA提取,每個樣本取1 μg RNA逆轉(zhuǎn)錄為cDNA,參照qPCR Mastermix說明書添加各反應(yīng)物,在25 μL反應(yīng)體系中進(jìn)行qPCR擴(kuò)增。所用目的基因引物序列見表1,以β-actin作為內(nèi)參校正。
表1 目的基因引物序列Table 1 Primer sequences used for quantitative real-time polymerase chain reaction of different genes
所有數(shù)據(jù)均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示,使用SPSS 22.0軟件進(jìn)行單因素方差分析,采用最小顯著性差異法進(jìn)行組間比較,以P<0.05表示差異顯著。
圖1 術(shù)后5 d骨痂組織切片HE染色(10×、20×)Fig. 1 Hematoxylin-eosin (HE) staining of the callus on day 5 post-surgery (10 ×, 20 ×)
如圖1所示,骨折術(shù)后5 d,模型組骨折斷裂端間隙大,只有少許炎性細(xì)胞及未分化的間充質(zhì)細(xì)胞,斷裂處尚未形成纖維骨痂。與模型組相比,灌胃AKP后,低劑量組骨折斷裂處的炎性細(xì)胞及間充質(zhì)細(xì)胞數(shù)量明顯增多,有利于纖維骨痂的形成;高劑量組能夠更快地度過炎癥期,血腫更快演變成纖維結(jié)締組織,使兩個斷裂端初步連接在一起,并已出現(xiàn)少許成熟的軟骨細(xì)胞,有利于軟骨性骨痂的形成,且效果明顯優(yōu)于低劑量組。
圖2 術(shù)后10 d骨痂組織切片HE染色(10×、20×)Fig. 2 HE staining of the callus on day 10 post-surgery (10 ×, 20 ×)
如圖2所示,骨折術(shù)后10 d,各組均處在軟骨痂期。模型組的軟骨細(xì)胞大多為未成熟且排列緊密的幼稚軟骨細(xì)胞,尚未出現(xiàn)成熟肥大、礦化的軟骨細(xì)胞。灌胃AKP后,低劑量組骨折周圍軟骨細(xì)胞多為成熟的肥大軟骨細(xì)胞,且出現(xiàn)少量礦化新骨;高劑量組軟骨細(xì)胞面積明顯減少,且有大量骨小梁及新生血管出現(xiàn),礦化凋亡更明顯。本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),AKP的干預(yù)以劑量依賴性的方式促進(jìn)軟骨性骨痂向骨性骨痂轉(zhuǎn)變,在術(shù)后中期(10 d)能不同程度地促進(jìn)軟骨細(xì)胞的肥大礦化和骨折愈合。
骨折術(shù)后21 d,各組均處在硬骨痂期,此時模型組的骨痂為松散的編織骨,排列不規(guī)則,骨細(xì)胞數(shù)量多、體積大、不成熟(圖3A1);灌胃AKP后,低劑量組編織骨面積明顯增加,形成了更密集的骨組織(圖3A2);高劑量組的骨細(xì)胞趨于成熟,體積小、數(shù)量少,能形成更致密、更厚實(shí)的骨組織,并已經(jīng)向板層骨轉(zhuǎn)化(圖3A3),AKP的干預(yù)可以在骨折后期(21 d)促進(jìn)新骨生成并由編織骨向板層骨轉(zhuǎn)化。
圖3 術(shù)后21 d骨痂組織切片HE染色(A)、骨痂3D微結(jié)構(gòu)(B)及骨骼形態(tài)參數(shù)(C)分析圖Fig. 3 HE staining (A), 3D micro-CT testing (B) and morphological parameter (C) analysis of the callus on day 21 post-surgery
為進(jìn)一步觀察硬骨痂骨量和微結(jié)構(gòu)的變化,對骨折術(shù)后21 d的骨痂進(jìn)行了三維掃描。結(jié)果如圖3B所示,模型組愈合緩慢,小梁骨骨質(zhì)稀疏,且皮質(zhì)骨尚未形成完整的結(jié)構(gòu)。低、高劑量組骨痂形態(tài)更好,皮質(zhì)骨更光滑。相比于模型組,低劑量組的骨體積/組織體積和骨小梁數(shù)分別極顯著增加了12.54%和18.00%(P<0.01),骨小梁間距顯著減少了14.29%(P<0.05);高劑量組的骨體積/組織體積和骨小梁數(shù)分別極顯著增加了45.44%和22.10%(P<0.01),骨小梁間距極顯著減少了17.31%(P<0.01),高劑量AKP干預(yù)生成的骨體積/組織體積更大,骨小梁間距更低(圖3C),即AKP干預(yù)可顯著促進(jìn)骨痂重塑(P<0.05)。
CT掃描結(jié)果見圖4,實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示了骨痂的成熟度(圖4A),即骨痂的白色越深表明骨痂的礦化越明顯,即AKP具有劑量依賴效應(yīng)地促進(jìn)骨痂礦化。此外,AKP干預(yù)能顯著減小骨痂尺寸(圖4B),與模型組相比,低、高劑量組骨痂截面的最長直徑分別極顯著減少了12.85%、37.56%,最短直徑分別極顯著減少了16.27%、38.28%(P<0.01)。
圖4 術(shù)后21 d骨痂二維掃描分析(A)及骨痂尺寸(B)Fig. 4 Micro-CT testing (A) and size (B) of the callus on day 21 post-surgery
Aggrecan標(biāo)志著軟骨基質(zhì)的形成;TGF-β是轉(zhuǎn)化生長因子超家族中的一員,在軟骨形成過程中具有促進(jìn)軟骨細(xì)胞分化和成熟的作用[15]。骨折術(shù)后第10天,與模型組相比,AKP干預(yù)顯著降低了血清Aggrecan質(zhì)量濃度(P<0.05),低、高劑量組分別降低了15.68%、16.22%(圖5A);血清TGF-β的質(zhì)量濃度極顯著升高(P<0.01),低、高劑量組分別升高了5.69%、10.45%(圖5B)。說明AKP的干預(yù)有促進(jìn)軟骨基質(zhì)合成、軟骨細(xì)胞分化成熟的作用,使其提前度過軟骨基質(zhì)合成高峰期,向軟骨細(xì)胞成熟與礦化邁進(jìn)。
VEGF是血管生成誘導(dǎo)因子,Col1α是新骨生成的標(biāo)志[16]。各組VEGF質(zhì)量濃度均在術(shù)后第10天達(dá)到最高水平;術(shù)后第21天,高劑量組血清VEGF質(zhì)量濃度較模型組極顯著降低了21.45%(P<0.01)(圖5C),同時高劑量組中Col1α質(zhì)量濃度較模型組極顯著增加了15.5%(P<0.01)(圖5D),表明AKP在愈合中后期較模型組可更早地進(jìn)行血管重建從而促新骨生成,且高劑量AKP效果優(yōu)于低劑量AKP。
圖5 AKP對骨折愈合過程中血清生化指標(biāo)的影響Fig. 5 Effect of AKP on serum biochemical indicators
SOX9是軟骨細(xì)胞形成早期重要的轉(zhuǎn)錄因子,Col10α是軟骨細(xì)胞肥大分化的標(biāo)志,二者轉(zhuǎn)錄水平的提高可刺激增殖或使預(yù)肥大的軟骨細(xì)胞轉(zhuǎn)化成肥大軟骨細(xì)胞[17]。由圖6可知,與模型組相比,骨折術(shù)后第5天,高劑量組SOX9的mRNA相對表達(dá)水平極顯著提高了94.34%(P<0.01);骨折術(shù)后第10天,低、高劑量組SOX9的mRNA相對表達(dá)水平分別顯著提高了28.73%、142.62%(P<0.05,P<0.01),Col10α相對表達(dá)水平分別極顯著提高了84.37%、146.8%(P<0.01);骨折術(shù)后第21天,低、高劑量組SOX9的mRNA相對表達(dá)水平分別顯著降低了23.15%、45.37%(P<0.05,P<0.01),Col10α相對表達(dá)水平分別極顯著降低了83.3%、88.5%(P<0.01),具有劑量依賴效應(yīng)。說明低、高劑量組的軟骨形成進(jìn)程均不同程度地領(lǐng)先于模型組,顯著加快了軟骨細(xì)胞的肥大和成熟,從而加快軟骨內(nèi)成骨進(jìn)程。
圖6 AKP對軟骨形成及肥大相關(guān)因子mRNA表達(dá)的影響Fig. 6 Effect of AKP on mRNA transcription of cartilage formation-related factors
圖7 AKP對基質(zhì)降解及血管生成標(biāo)志物mRNA轉(zhuǎn)錄的影響Fig. 7 Effect of AKP on mRNA transcription of cartilage degradation and angiogenesis biomarkers
基質(zhì)降解與血管入侵是軟骨內(nèi)骨化過程的關(guān)鍵步驟?;|(zhì)金屬蛋白酶13(matrix metalloproteinase 13,MMP13)是軟骨基質(zhì)降解的標(biāo)志性酶,促血管生成素1(angiopoietin 1,Ang1)是近年來發(fā)現(xiàn)的血管再生誘導(dǎo)因子,VEGF能夠促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞增殖和血管生成,是強(qiáng)有力的血管再生因子[18-19]。由圖7可知,模型組MMP13、VEGFmRNA轉(zhuǎn)錄水平均在骨折術(shù)后第21天達(dá)到高峰,提示模型組基質(zhì)降解及血管生成速率較慢,骨折愈合進(jìn)程滯后。而經(jīng)AKP的干預(yù)在第10天可提高M(jìn)MP13、Ang1、VEGFmRNA轉(zhuǎn)錄水平,其中高劑量組效果更顯著,較模型組分別極顯著提高了57.71%、34.69%和57.46%(P<0.01),而在第21天MMP13、Ang1、VEGFmRNA轉(zhuǎn)錄水平顯著下調(diào)。說明AKP干預(yù)后較模型組顯著加快了軟骨基質(zhì)的降解及新血管的生成,從而加速軟骨內(nèi)骨化進(jìn)程。
TGF-β能誘導(dǎo)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞向成骨細(xì)胞分化,刺激成骨細(xì)胞的增殖以及細(xì)胞外基質(zhì)(II型膠原、骨橋蛋白、I型膠原)的合成,Col1α和OCN是新骨生成的標(biāo)志基因[20]。由圖8可知,骨折術(shù)后第10天,AKP的干預(yù)可以提高TGF-β、Col1α和OCNmRNA的轉(zhuǎn)錄水平,且總體上高劑量組效果優(yōu)于低劑量組。提示模型組新骨生成進(jìn)程滯后,而AKP的攝入可以劑量依賴性地加快新骨生成速率,促進(jìn)骨折愈合。
圖8 AKP對骨形成相關(guān)因子mRNA轉(zhuǎn)錄的影響Fig. 8 Effect of AKP on mRNA transcription of bone formation-related factors
本實(shí)驗(yàn)采用右脛開放性骨折模型,評估不同劑量AKP干預(yù)對小鼠骨折愈合過程的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),灌胃AKP可顯著加快骨折愈合早、中期成軟骨分化、軟骨增殖和肥大以及愈合后期的血管入侵、新骨形成,即AKP通過加速軟骨內(nèi)骨化過程,促進(jìn)小鼠骨折愈合。
骨折的愈合是骨的再生長過程,成骨過程包括膜內(nèi)成骨和軟骨內(nèi)成骨兩種方式[21],其中軟骨內(nèi)成骨在長骨骨折愈合中起著重要作用[22]。軟骨內(nèi)成骨修復(fù)過程中,早期形成的軟骨細(xì)胞需經(jīng)歷增殖、分化、肥大凋亡過程,隨后無血管的軟骨組織通過軟骨基質(zhì)降解和血管侵襲轉(zhuǎn)變?yōu)檠茇S富的骨組織[23-24],實(shí)現(xiàn)由軟骨性骨痂向硬骨性骨痂的轉(zhuǎn)變,重建骨折間隙,進(jìn)而達(dá)到促進(jìn)骨折愈合。
SOX9屬于成軟骨細(xì)胞分化因子,是促進(jìn)軟骨細(xì)胞發(fā)生和分化的重要轉(zhuǎn)錄因子[25]。Kostenuik等[26]證明在骨折愈傷組織中,與單純刺激成骨相比,較好的軟骨組織的形成對促進(jìn)骨折愈合十分有效。Murao等[27]發(fā)現(xiàn),骨折誘導(dǎo)的SOX9陽性軟骨祖細(xì)胞能夠在骨折修復(fù)過程中分化為成骨細(xì)胞和骨細(xì)胞,從而直接進(jìn)行骨折修復(fù),加快骨折愈合。有研究表明,在軟骨形成過程中,TGF-β可以誘導(dǎo)纖維連接蛋白和軟骨細(xì)胞外基質(zhì)的形成[28],不僅可以活化骨祖細(xì)胞、刺激其增殖并向成骨細(xì)胞分化,還能誘導(dǎo)軟骨的形成及分化[29]。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,AKP的干預(yù)可以劑量依賴性地上調(diào)愈合早、中期SOX9與TGF-β的mRNA轉(zhuǎn)錄水平,組織學(xué)染色結(jié)果也表明其能促進(jìn)骨折早期軟骨組織的形成從而加快骨折愈合。
軟骨細(xì)胞肥大后,一般會伴隨著軟骨基質(zhì)的降解和血管的侵入,進(jìn)而為骨組織的形成釋放更大的空間[30]。血管生成是骨折愈合的重要組成部分,骨折部位血管生成不良常會導(dǎo)致骨折愈合延遲,其中Ang1屬于血管再生誘導(dǎo)因子,缺氧誘導(dǎo)因子-1α介導(dǎo)的VEGF表達(dá)是血管生成的關(guān)鍵因素。有研究表明,人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞分泌的外泌體(uMSC-Exos)是通過調(diào)節(jié)VEGF的表達(dá)而發(fā)揮促進(jìn)骨再生的作用[31],這也側(cè)面印證了血管生成對骨折修復(fù)的重要作用。本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),高劑量AKP的干預(yù)對骨折中期血清VEGF質(zhì)量濃度及mRNA的轉(zhuǎn)錄均有顯著的促進(jìn)作用,血清VEGF的質(zhì)量濃度與mRNA轉(zhuǎn)錄水平隨時間的延長而變化,均在骨折術(shù)后11 d達(dá)到頂峰隨后下降,提示AKP干預(yù)較模型組能夠促進(jìn)血管入侵,充足的血液供給能為骨折愈合提供多種細(xì)胞因子。
OCN與Col1α水平可以直觀反映骨形成的速率,通常臨床上認(rèn)為,當(dāng)骨痂不斷鈣化并加強(qiáng),形成能夠抵抗肌肉收縮及旋轉(zhuǎn)力的橋接骨痂時則視為臨床愈合,而這個過程中新骨的形成扮演著重要角色[32]。AKP的干預(yù)不同程度地提高血清Col1α質(zhì)量濃度及mRNA轉(zhuǎn)錄水平,同時OCN的mRNA轉(zhuǎn)錄水平也顯著提高,這與組織學(xué)染色結(jié)果中的硬骨痂形成及愈合程度相對應(yīng)。CT結(jié)果也表明AKP的攝入可以劑量依賴性地改善骨微結(jié)構(gòu),顯著提高骨體積/組織體積、骨小梁數(shù)目,降低骨小梁間距。提示AKP的干預(yù)能夠促進(jìn)骨痂礦化及骨重塑過程。
蛋白質(zhì)對正常骨生長至關(guān)重要,已有研究表明高蛋白飲食可以增加胰島素樣生長因子-1的分泌[33],同時胰島素樣生長因子-1已被證實(shí)是軟骨細(xì)胞分化的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子[34]。牛乳蛋白中篩選出的具有骨保護(hù)作用的生物活性肽[35]和酪蛋白磷酸肽,在體外和體內(nèi)水平上都被證實(shí)具有促進(jìn)腸道鈣吸收的作用[36-37]。鮭魚皮明膠水解物也被證明能夠促進(jìn)hFOB 1.19(人SV40轉(zhuǎn)染成骨細(xì)胞)的增殖[38]。Hou Tao等[39]研究表明,攝入脫鹽的鴨蛋清肽后,可在體內(nèi)與鈣結(jié)合形成可溶的螯合物,被腸細(xì)胞吸收為小肽,同時與瞬時受體電位類香草酸6鈣通道的相互作用來調(diào)節(jié)腸細(xì)胞的增殖和分化,促進(jìn)腸鈣的吸收從而調(diào)節(jié)骨代謝。
綜上,AKP能通過促進(jìn)軟骨形成及其肥大、促進(jìn)軟骨基質(zhì)降解、血管入侵以及后期新骨生成來促進(jìn)軟骨內(nèi)成骨進(jìn)程,從而加速正常生長的開放性骨折模型小鼠的骨折愈合。