榮 華，王正陽，郝亭亭，梁云安，史慶超，畢保良

(1云南農(nóng)業(yè)大學 動物科學技術學院，云南 昆明 650201；2云南省高校高原漁業(yè)資源保護與可持續(xù)利用重點實驗室，云南 昆明 650201；3云南臨滄水產(chǎn)技術推廣站，云南 臨滄 677000；4內(nèi)江師范學院 長江上游魚類資源保護與利用四川省重點實驗室，四川 內(nèi)江641112)

膠原蛋白中含有多種人體必需的氨基酸，其代謝副產(chǎn)物參與重要的生命活動，在細胞營養(yǎng)物質(zhì)的吸收轉(zhuǎn)運、細胞分裂增殖及免疫、抗癌等方面均發(fā)揮著重要作用[1]。膠原蛋白被認為是保健食品中最富有營養(yǎng)的原料，可以改善大腦功能，維持正常內(nèi)分泌狀態(tài)，調(diào)節(jié)免疫功能[2]。隨著生活水平的提高，人們對天然保健食品的需求量與日俱增。目前，食品和制藥工業(yè)中使用的膠原蛋白大都來自于動物機體自身合成，人工合成的膠原蛋白往往分子單一且成本高[3]。提高動物自身膠原蛋白產(chǎn)量顯得尤為重要，某些營養(yǎng)素或者細胞因子能否促進膠原蛋白沉積這一問題隨之成為了研究熱點。許多研究表明，外源添加脯氨酸(Pro)、羥脯氨酸(Hyp)、維生素C、谷氨酰胺和α-酮戊二酸對動物機體膠原蛋白沉積具有一定影響[4-8]。筆者前期研究也發(fā)現(xiàn)，飼料中添加Pro和Hyp可以顯著促進黃姑魚膠原蛋白沉積[9-12]。但現(xiàn)有的研究大多數(shù)集中于膠原蛋白沉積的表型性狀上，鮮有對膠原蛋白沉積機理的相關研究報道。在正常生理狀態(tài)下，膠原蛋白沉積受到哪些信號通路的調(diào)控，以及其信號傳遞路徑、關鍵節(jié)點和關鍵基因功能等也未知，使膠原蛋白的研究和生產(chǎn)受到一定限制。本研究結合膠原蛋白代謝及其調(diào)控的最新進展，綜述了甘氨酸(Gly)、Pro和Hyp對膠原蛋白代謝的影響及其可能的分子機制，以期為膠原蛋白代謝的營養(yǎng)調(diào)控研究提供新的思路和方法。

1 膠原蛋白代謝

膠原蛋白是一簇具有三重螺旋結構且白色透明、無分支的原纖維細胞外基質(zhì)蛋白，也是一組自然產(chǎn)生的在動物體內(nèi)最豐富的蛋白質(zhì)(約占哺乳動物總蛋白量的30%)[13]。膠原蛋白家族種類繁多，結構復雜，功能多樣，主要存在于脊椎動物的肉和結締組織中，是與各組織、器官功能有關的結構蛋白質(zhì)，發(fā)揮著支撐器官、保護機體的功能[14]。近年來，膠原蛋白的結構和功能得到了廣泛的研究，已明確其由3 條 α多肽鏈組成，在氨基酸殘基的相互作用下，以同一軸為中心，以右手螺旋方式形成穩(wěn)定的三股螺旋結構。每一條α多肽鏈都是左手螺旋構型，構成α多肽鏈的前膠原分子由1個短的非螺旋N端肽(氨基末端前肽)、1個三重肽組成的螺旋中心和1個短的非螺旋C端肽(羧基端前肽)組成[15]。膠原蛋白的功能與其三重螺旋結構密不可分，這種三重螺旋結構非常穩(wěn)定，并且具有低免疫原性和良好的生物相容性，有抗氧化性和抗微生物活性，因能抗高血壓,參與免疫調(diào)節(jié)、降脂,影響皮膚、骨骼和關節(jié)健康等而受到學者們的廣泛關注[16-19]。膠原蛋白也常被用作生物活性材料，如細胞支架、生長因子、創(chuàng)面敷料、軟組織增強劑、膳食補充劑等，在燒傷、眼角膜疾病、美容、矯形、硬組織修復、創(chuàng)面止血等醫(yī)藥衛(wèi)生領域的應用也十分廣泛[20-25]。

膠原蛋白的三重螺旋結構以三肽形式(Gly-Pro-Y和Gly-X-Hyp，其中X和Y可以是任意的氨基酸)重復構建，Gly、Pro和Hyp共占膠原蛋白總氨基酸的57%[5]。膠原蛋白的合成是在成纖維細胞中由氨基酸(主要是Gly和Pro)通過正常的細胞內(nèi)蛋白合成途徑形成的，包括氨基酸的活化，肽鏈形成起始、延伸、終止和翻譯后修飾。這個肽鏈的起始過程發(fā)生在核糖體上，核糖體上新合成的膠原蛋白前導鏈被稱為原膠原[26]。原膠原進入到粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(RER)中進一步修飾。修飾后的原膠原復合物進入高爾基體，用于進一步加工，產(chǎn)生大的電子致密團聚體。在高爾基體內(nèi)，原膠原被包裝成膜結合的囊泡，由成纖維細胞通過胞外分泌進入細胞外空間。在細胞外空間，前膠原的前肽(N端和C端氨基酸序列)在成熟過程中均被細胞外酶(原膠原肽酶)裂解，并通過賴氨酸(分子間鍵合)在2條三螺旋鏈之間形成交聯(lián)，最后變成成熟的膠原蛋白[27]。圖1展示了原膠原轉(zhuǎn)化為成熟膠原蛋白的翻譯后修飾過程。

圖1 原膠原蛋白翻譯后的修飾過程Fig.1 Post-translational modification of procollagens

膠原蛋白的分解涉及體外降解和內(nèi)源性生物降解兩種降解過程。膠原蛋白的體外降解是膠原蛋白體外提取、分離、純化等過程中操作不當所致，在實際生產(chǎn)中可以設法避免；膠原蛋白生物降解是由基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)降解肽鏈開始的，當組織中檢測到膠原碎片時，說明MMPs已開始降解膠原分子。MMPs是一類通過肽鍵水解蛋白質(zhì)的蛋白酶，也是一種依賴鋅的肽鏈內(nèi)切酶，屬于金屬蛋白酶超家族成員。研究發(fā)現(xiàn)，通過促進金屬蛋白酶組織抑制劑(TIMPs)表達可以抑制MMPs的活性，降低膠原蛋白降解，促進膠原蛋白沉積的增加，但過度抑制MMPs的活性卻是病理狀態(tài)下(腫瘤發(fā)生和轉(zhuǎn)移)機體組織發(fā)生纖維化的主要原因，因此維持MMPs活化和抑制的良好平衡是生理(發(fā)育和組織修復)發(fā)生纖維化的重要組成部分[28]。

在正常生理狀態(tài)下，膠原蛋白的合成和分解代謝時刻處于動態(tài)平衡中，兩者相互促進和制約，共同維持機體健康。目前，關于膠原蛋白的代謝雖有少量報道研究，但都集中在醫(yī)學中病理狀態(tài)下組織過度纖維化過程(腫瘤)的研究方面[29-32]，對機體正常生理發(fā)育中涉及的膠原蛋白代謝研究還處在初步階段。

2 Gly、Pro和Hyp對膠原蛋白代謝的影響

膠原蛋白富含Gly、Pro和Hyp，特別是自然界中幾乎無游離的Hyp存在，其只存在于膠原蛋白中，是膠原蛋白生物合成及形成穩(wěn)定三重螺旋結構所必需的。鑒于此，近年來，關于Gly、Pro和Hyp與膠原蛋白代謝的關系引起學者的廣泛關注，并通過膠原蛋白的營養(yǎng)干預試驗，發(fā)現(xiàn)在飼料中添加Gly、Pro和Hyp對小鼠[33]、大鼠[34]、豬[35]、家禽[36]和許多魚類[9-12,37]的生長和膠原蛋白沉積具有一定影響。

2.1 Gly和Pro對膠原蛋白代謝的影響

一般認為，Gly為哺乳動物(包括人類、豬和嚙齒動物)和魚類的“營養(yǎng)上不重要的氨基酸”，因為其在動物體內(nèi)存在內(nèi)源性合成途徑，所以Gly未被考慮添加在動物的飲食配方中[38]。然而，越來越多的證據(jù)表明，動物內(nèi)源性合成的Gly數(shù)量較為有限，如膽堿加蘇氨酸合成的Gly占幼豬所需Gly的比例≤6%，飼糧中絲氨酸合成的Gly占總Gly合成的比例≤7%，尚無法滿足包括蛋白質(zhì)(特別是膠原蛋白)、谷胱甘肽和血紅素的合成等在內(nèi)的自身代謝需求[5,26]。Wang等[39]指出，雖然Gly輕度缺乏不足以對生存造成威脅，但長期缺乏可能導致生長不佳、膠原蛋白代謝異常、免疫反應受損等，對動物健康和營養(yǎng)代謝產(chǎn)生嚴重不利影響。和Gly一樣，在傳統(tǒng)上Pro也被認為是可有可無的氨基酸，因為所有動物都可以通過精氨酸酶、鳥氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶和吡咯啉-5-羧酸酯從精氨酸(Arg)合成Pro，但不同物種之間的合成速率差異很大(如哺乳動物>鳥類>魚類)[40]。進一步的研究發(fā)現(xiàn)，Arg合成Pro的比率不足以滿足動物最佳生長和結締組織修復的需要[30,41-42]。

鑒于Gly和Pro都是膠原蛋白合成的底物，在膠原蛋白合成過程中至關重要，因此不少學者對Gly和Pro在膠原蛋白代謝中的作用展開了一系列研究。Li等[43]報道，植物源飼料中Gly含量低，Hyp含量少或無，Pro含量相對較低。Hou等[40]發(fā)現(xiàn)，典型的以玉米和大豆為基礎的飲食最多只能為30日齡的仔豬生長提供所需的48% Gly和60% Pro。因此，在飼糧中添加膠原前體氨基酸，如質(zhì)量分數(shù)1% Pro[41]和0.65% Gly[44]，可以提高仔豬的質(zhì)量和膠原產(chǎn)量。Ospina-Rojas等[45]研究報道，在17%的粗蛋白飲食中，補充質(zhì)量分數(shù)0.3% Gly可以提高飼料效率，增加35日齡肉雞的脂肪吸收、黏液分泌和膠原蛋白沉積；同樣，以18%的粗蛋白為基礎，補充質(zhì)量分數(shù)0.2% Gly可以提高5～21日齡肉雞的氮保有率，并促進骨骼肌生長和全身膠原蛋白沉積[46]。筆者前期在魚類的研究中也發(fā)現(xiàn)了類似現(xiàn)象，Pro可以促進淺色黃姑魚魚鰾膠原蛋白的沉積，其促進作用呈現(xiàn)劑量效應，在粗蛋白含量47%的基礎飼料中，添加 14.88 g/kg Pro對魚鰾膠原沉積的促進效果最好[12]。綜上所述，外源性添加Gly和Pro對動物機體膠原蛋白沉積具有一定的促進作用，并呈現(xiàn)出劑量效應，同時受到動物種類、生長階段、日糧組成、環(huán)境等因素的共同影響。

2.2 Hyp對膠原蛋白代謝的影響

與Gly和Pro不同，Hyp不是合成膠原蛋白的底物，但其對維持膠原蛋白的三維螺旋結構是必需的，且能夠增強膠原蛋白的熱穩(wěn)定性，并抑制蛋白質(zhì)凝集和纖維化的發(fā)生[47]。20世紀初，研究者發(fā)現(xiàn)Pro是酪蛋白酸水解物的組成部分，之后發(fā)現(xiàn)，4-羥脯氨酸(4-羥基吡咯烷-2-羧酸，4-Hyp)是明膠酸水解產(chǎn)物，且4-Hyp也是膠原蛋白的主要組成成分[5]。20世紀60年代的研究表明，Hyp殘基是由新合成的膠原蛋白中的Pro翻譯后羥基化形成的[41]。這個羥化反應發(fā)生在膠原蛋白的粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上，主要依賴原酰4-羥化酶(prolyl 4-hydroxylase，P4H)或原酰3-羥化酶(prolyl 3-hydroxylase，P3H)在氧氣、鐵離子、維生素C和α酮戊二酸等的幫助下，分別生成4-Hyp或3-Hyp。4-Hyp和3-Hyp在基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)降解細胞外成熟膠原蛋白過程中被釋放，其中4-Hyp占主導，膠原蛋白中4-Hyp與3-Hyp的比值約為100∶1[5]。在整個膠原蛋白代謝過程中，從Pro生成Hyp需要消耗大量的能量，每生成1 mol Hyp要消耗6 mol ATP，其中4 mol ATP參與膠原蛋白合成，2 mol ATP用于膠原蛋白降解(圖 2)。相比之下，通過肝臟尿素循環(huán)移除1 mol NH3只需要3.25 mol ATP，因此，通過膠原蛋白代謝產(chǎn)生Hyp被公認為高能源消耗途徑[5,34]。

圖2 Gly和Pro參與的膠原蛋白代謝過程(伴隨能量代謝)Fig.2 Gly and Pro participation in collagen metabolism process (with energy metabolism)

由于Hyp內(nèi)源性合成需要消耗巨大能量，因此直接在飲食中提供Hyp具有節(jié)約能量、促進動物生長及健康的作用。Hou等[48]報道，在膳食中添加適量的Hyp可以對動物的生長、肌肉結構和膠原蛋白含量產(chǎn)生影響。植物蛋白中Hyp含量極低，在以植物蛋白為基礎的膳食中，添加質(zhì)量分數(shù)0.28%的晶體Hyp，可以增加鮭魚的質(zhì)量和膠原蛋白沉積[49]。Liu等[37]報道，在膳食中添加Hyp可顯著提高大菱鲆肌肉膠原含量。Zhang等[6]也認為，隨著飲食中Hyp的增多，大菱鲆肌肉中的膠原蛋白總量顯著增加。Kousoulaki等[50]研究Hyp在膠原蛋白代謝中的潛在作用時發(fā)現(xiàn)，膳食Hyp可顯著增加膠原蛋白和交聯(lián)濃度，改善動物組織硬度和肉質(zhì)。筆者近期也對Hyp代謝開展了相關研究，發(fā)現(xiàn)飼料中添加Hyp可以顯著促進黃姑魚魚鰾中的膠原蛋白沉積，在飼料干物質(zhì)中粗蛋白質(zhì)量分數(shù)為42%時，從魚鰾總膠原蛋白含量中估算出的最佳膳食Hyp添加量為9.7 g/kg[9-10]。

綜上所述，在飲食中提供適量的Gly、Pro和Hyp對動物的生長、健康及膠原蛋白代謝至關重要。Gly和Pro是膠原蛋白合成的必需底物，而Hyp是膠原蛋白合成后的羥基產(chǎn)物，但三者在促進膠原蛋白沉積過程的作用及其在細胞內(nèi)的轉(zhuǎn)運，以及是否作為信號分子調(diào)控膠原蛋白代謝等，都有待進一步深入研究。

3 Gly、Pro和Hyp影響膠原蛋白代謝的可能機制

蛋白質(zhì)代謝歸根結底是從基因轉(zhuǎn)錄開始的，一般來說，基因的轉(zhuǎn)錄活性又受到許多順-反式調(diào)控元件和細胞因子構成的信號通路的調(diào)控。近年來，纖維發(fā)生信號通路引起了人們的廣泛興趣，有研究發(fā)現(xiàn)，膠原蛋白代謝受TGF-β/Smads、PI3K/Akt、MAPK、Wnt等信號通路的調(diào)控[51]。隨著研究的深入，發(fā)現(xiàn)膠原蛋白代謝的調(diào)控通路錯綜復雜。

3.1 TGF-β/Smads信號通路

轉(zhuǎn)化生長因子(TGF-β)/Smads信號通路是調(diào)控纖維發(fā)生的經(jīng)典途徑，主要參與細胞外基質(zhì)(extracellular matrix，ECM)膠原蛋白的沉積[52-56]。TGF-β是一種能夠調(diào)節(jié)多種類型細胞生長、分化和功能的多功能細胞因子，其對間充質(zhì)細胞的主要作用是刺激ECM的沉積，TGF-β可誘導成肌成纖維細胞分化，增加Ⅰ、Ⅲ、Ⅵ、Ⅶ和Ⅹ型膠原的表達，導致ECM中膠原蛋白沉積[52]。TGF-β的活化及信號轉(zhuǎn)導開始于配體二聚體與2個Ⅱ型TGF-β受體(TGF-βRⅡ)結合，然后募集2個Ⅰ型受體(TGF-βRⅠ)使之磷酸化，構成具有絲氨酸-蘇氨酸激酶活性的異源復合物，隨之激活下游信號傳導途徑。TGF-βRⅡ被認為是用來確定配體特異性的物質(zhì)，若無TGF-βRⅡ的幫助，TGF-βRⅠ單獨不能結合TGF-β，TGF-βRⅡ也不能單獨傳遞信號，經(jīng)激活后，TGF-βRⅠ對細胞內(nèi)Smads轉(zhuǎn)錄因子表現(xiàn)出更高的激酶活性[57]。被激活的TGF-βRⅠ募集并磷酸化Smad2和Smad3，然后與Smad4締合形成易位復合物進入細胞核；在細胞核中，易位的異源復合物通過其他轉(zhuǎn)錄因子(例如Sp1)與靶基因結合，并與CBP/p300協(xié)同促進基因表達。同時，由Smad7、Smurf、ERK和c-Ski/SnoN介導的負反饋系統(tǒng)抑制TGF-β信號轉(zhuǎn)導，各類調(diào)節(jié)因子及正負反饋系統(tǒng)協(xié)同調(diào)節(jié)靶基因的轉(zhuǎn)錄(圖 3)[31]。目前Smad存在8種亞型(Smad1～Smad8)，其中Smad7是一種抑制型Smad，其表達由TGF-β1誘導，可干擾Smad2和Smad3的磷酸化，導致Smad2/3/4復合物不能順利形成，從而抑制成纖維細胞中COL1A2啟動子的活性，而當Smad7介導的對COL1A2啟動子的抑制作用受損時，可能導致成纖維細胞膠原蛋白的異常生成[58-59]。

細胞因子通過與靶細胞上的特異性受體結合，激活一系列信號轉(zhuǎn)導分子來完成信號轉(zhuǎn)導的使命，通過相互作用、相互影響構成一個復雜的細胞因子網(wǎng)絡，對網(wǎng)絡上的特定因子進行干擾(抑制或激活)時，會導致整個網(wǎng)絡發(fā)生一定的改變，從而影響機體功能及細胞的發(fā)育、分化和成熟。在對TGF-β/Smads信號通路的研究中發(fā)現(xiàn)，將各種干擾劑如積雪草皂苷(Asiaticoside)[53]、β-拉帕醌(β-Lapachone)[52]、α-硫辛酸(α-Lipoic acid)[60]等，作用于通路中特定配體后，整個信號通路效應發(fā)生變化，致使機體合成膠原蛋白的能力發(fā)生相應變化。其中，積雪草皂苷具有較強的傷口愈合能力，并能減少疤痕的形成(膠原的過度沉積)，主要是因為積雪草皂苷降低了TGF-βRⅠ和TGF-βRⅡ的轉(zhuǎn)錄和翻譯水平，增加了Smad7蛋白和mRNA的表達，而積雪草皂苷對Smad2、Smad3、Smad4的表達及Smad2和Smad3的磷酸化無影響[53]；β-拉帕醌能刺激Ⅰ型膠原蛋白在人類皮膚成纖維細胞中的表達，促進基質(zhì)膠原蛋白的合成和傷口愈合，其對膠原蛋白合成的促進作用主要通過激活TGF-βRⅠ激酶，并依賴Smad信號級聯(lián)反應來實現(xiàn)[52]；α-硫辛酸通過激活Smad信號促進人類真皮成纖維細胞Ⅰ型膠原的合成，它除了能夠磷酸化Smad2和Smad3以外，還上調(diào)脯氨酸-4-羥化酶基因的表達，表明α-硫辛酸可以同時介導膠原蛋白翻譯后修飾機制[60]。

筆者在研究Pro介導的膠原蛋白代謝可能涉及的信號通路時發(fā)現(xiàn)，在飼料中添加Pro可以促進黃姑魚膠原蛋白沉積[11]；通過qRT-PCR和聚類分析發(fā)現(xiàn)，Pro促進魚鰾膠原蛋白合成可能依賴于TGF-β/Smads信號通路，且Smad2和TGF-βRⅠ起到關鍵作用[12]。用特異性干擾劑SIS3和Oxymatrine對TGF-β/Smads信號通路進行干擾后發(fā)現(xiàn)，SIS3和Oxymatrine抑制了Smad2的活性，最終Pro介導的膠原蛋白的合成顯著減少[61]，進一步闡明Pro促進膠原蛋白沉積與TGF-β/Smads信號通路有關，且Smad2等因子在其中起著關鍵作用。通過比較轉(zhuǎn)錄組分析、DEGs分析、KEGG通路富集分析結果發(fā)現(xiàn)，細胞外基質(zhì)-受體相互作用(ECM-receptor interaction)、DNA復制(DNA replication)和細胞周期(cell cycle)等7個途徑為Pro介導膠原蛋白代謝的潛在信號通路，而且結締組織生長因子(CTGF)和組織抑制因子2(TIMP2)在其中扮演著重要角色[11]。

TGF-β.轉(zhuǎn)化生長因子；TGF-βRⅠ.轉(zhuǎn)化生長因子Ⅰ型受體；TGF-βRⅡ.轉(zhuǎn)化生長因子Ⅱ型受體；CBP/p300.組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶中一種重要的大分子蛋白；MAPK.絲裂原活化蛋白激酶；Smad2/3/4/7.皮膚生長因子同系物蛋白2/3/4/7；Smurf.一種阻尼因子；ERK.細胞外信號調(diào)節(jié)激酶；c-Ski/SnoN.原癌基因家族成員；Sp1、Ets1、Fli1.Ⅰ型膠原蛋白啟動子區(qū)細胞因子的結合位點；COL1A2.Ⅰ型膠原蛋白α2基因TGF-β.Transforming growth factor β；TGF-βRⅠ.Transforming growth factor β receptorⅠ；TGF-βRⅡ.Transforming growth factor β receptorⅡ；CBP/p300.An important macromolecular protein in histone acetyltransferase；MAPK.Mitogen activated protein kinases；Smad2/3/4/7.Mothers against decapentaplegic homolog 2/3/4/7；Smurf.A damping factor；ERK.Extracellular signal-regulated kinase；c-Ski/SnoN.Ski-related novel gene；Sp1，Ets1，F(xiàn)li1.Binding sites of cytokines in the promoter region of collagen typeⅠ；COL1A2.Collagen,typeⅠ,alpha 2 gene圖3 TGF-β信號級聯(lián)示意圖Fig.3 Schematic representation of TGF-β signaling cascade

3.2 其他信號通路

在組織纖維化的發(fā)生中，經(jīng)典的TGF-β/Smads通路并不是唯一的信號傳遞途徑，且TGF-β的胞內(nèi)信號傳遞在不同細胞中啟用不同信號通路。TGF-β下游的信號傳導分子，除了經(jīng)典的Smad2/3之外，還存在其他一些非Smad通路，如MAPK通路、AKT/PIK3通路[51]等。在哺乳動物中研究發(fā)現(xiàn)，雷帕霉素信號通路(mammalian target of rapamycin，mTOR)可以通過URI(unconventional prefold in PRB5 interactor)對一些與細胞生長相關的重要基因的轉(zhuǎn)錄進行調(diào)控，其中包括TGF-βⅠ基因[62]。mTOR通路為經(jīng)典的氨基酸信號感應轉(zhuǎn)導通路，介導了氨基酸調(diào)控基因表達及蛋白質(zhì)合成，例如支鏈氨基酸能夠通過中性氨基酸轉(zhuǎn)運體(sodium-coupled neutral amino acid transporter2，SNAT2)決定胞內(nèi)氨基酸濃度并誘導mTORC1信號通路對蛋白質(zhì)合成進行調(diào)控[63]。目前越來越多研究表明，氨基酸轉(zhuǎn)運載體/受體在mTOR通路響應氨基酸信號過程中起重要作用[64]。質(zhì)子輔助氨基酸轉(zhuǎn)運體(proton-asisted amino acid transporter，PAT)是重要的氨基酸轉(zhuǎn)運載體，如PAT1和PAT4是介導氨基酸感應與mTORC1活化的調(diào)節(jié)子[65]。筆者近期研究也發(fā)現(xiàn)，在飼料中添加Hyp和Pro可上調(diào)黃姑魚肌肉組織中mTOR通路相關基因表達，促進機體生長，并伴隨膠原蛋白沉積的增加[66-67]，由此推測mTOR和TGF-β/Smads通路在氨基酸促進膠原蛋白代謝過程中必定存在某種關聯(lián)。眾所周知，在機體細胞的生命活動中，各細胞之間依靠多種細胞因子來傳導信息，如基質(zhì)原膠原分泌細胞的活化可以通過血小板、單核細胞、T淋巴細胞或成纖維細胞浸潤產(chǎn)生的各種細胞因子來調(diào)節(jié), 包括TGF-β、CTGF、IL-1/IL-6、PDGF、EGF和TNF-a在內(nèi)的多種細胞因子等[68-70]。綜上表明，調(diào)控膠原蛋白代謝的信號傳導通路錯綜復雜，針對不同的細胞類型、不同的作用方式等，信號通路之間的互作可以表現(xiàn)出不同的效果。

4 展 望

氨基酸作為蛋白質(zhì)合成的前體分子，在膠原蛋白代謝過程中起著至關重要的作用，Gly、Pro和Hyp能夠顯著促進膠原蛋白的沉積，且TGF-β/Smads信號通路在Gly、Pro和Hyp介導的膠原蛋白代謝過程中發(fā)揮著重要作用。但在細胞感受氨基酸信號并傳遞到COL1A2的過程中，TGF-β/Smads信號通路可能不是唯一的介導氨基酸促進膠原蛋白代謝的調(diào)控通路，還有其他通路參與，如參與氨基酸信號感應轉(zhuǎn)導的mTOR通路，然而目前尚無直接證據(jù)證明mTOR通路參與了膠原蛋白代謝的調(diào)控。因此，氨基酸轉(zhuǎn)運載體/受體在氨基酸促進膠原蛋白沉積過程中的作用，以及mTOR與TGF-β/Smads通路之間的關聯(lián)等問題都值得進一步研究。另外，膠原蛋白代謝受到多個信號通路的共同調(diào)控，深入探討各通路之間的互作，篩選通路中關鍵基因并驗證其功能將成為后續(xù)研究的重點。