海洋膠原肽活性及其應(yīng)用研究進(jìn)展

胡佳妮，李 勇

（北京大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院，北京 100191）

海洋膠原肽（Marine collagen peptides，MCPs）是通過(guò)化學(xué)水解或酶促水解從海洋生物膠原蛋白衍生而來(lái)的具有多種生物活性的肽類(lèi)。近些年來(lái)，MCPs作為一種“藍(lán)色資源”已經(jīng)引起了科學(xué)界和工業(yè)界的極大興趣，并有望在保健品，食品和醫(yī)藥行業(yè)等與健康相關(guān)的各個(gè)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。

海洋覆蓋了地球表面的70%以上，海洋物種約占全球生物多樣性總量的一半，因此海洋生物是一種巨大的資源。魚(yú)類(lèi)、海藻、海綿和水母等海洋生物提供了豐富的具有高營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的膠原蛋白，是制備膠原肽的理想來(lái)源[1?3]。源自海水魚(yú)類(lèi)的生物活性蛋白包含各種生物活性肽序列，這些肽經(jīng)水解或酶解后釋放出來(lái)，表現(xiàn)出廣泛的生物活性，包括抗氧化、抗微生物、抗衰老、免疫調(diào)節(jié)等活性。在當(dāng)今的全球市場(chǎng)上，對(duì)海洋生物各種形式的需求都在迅速增長(zhǎng)。海產(chǎn)類(lèi)加工后會(huì)產(chǎn)生大量的廢棄物，比如魚(yú)皮、魚(yú)鱗、魚(yú)骨和魚(yú)鰭在內(nèi)的的魚(yú)類(lèi)組織約占加工廢品的60%[4]，這些海洋廢棄物中含有豐富的膠原蛋白，若加以有效利用不僅能開(kāi)發(fā)其巨大的生物活性資源，還能在很大程度上減輕其造成的環(huán)境污染。尋找適當(dāng)?shù)姆绞綄⑦@些海洋廢渣轉(zhuǎn)化為可利用的MCPs產(chǎn)品具有重要意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，在獲利能力和成本效益方面具有很強(qiáng)的吸引力。

本篇綜述著重對(duì)MCPs的生物活性，以及MCPs在保健品、食品工業(yè)以及醫(yī)療不同領(lǐng)域的應(yīng)用展開(kāi)敘述。特別關(guān)注在國(guó)內(nèi)外各項(xiàng)研究中正在探索的MCPs的生物活性特性，這為在未來(lái)增加對(duì)該生物材料的需求奠定了科學(xué)理論基礎(chǔ)，除了將MCPs應(yīng)用于膳食補(bǔ)充劑和營(yíng)養(yǎng)食品的開(kāi)發(fā)外，MCPs在組織工程或傷口愈合材料的應(yīng)用也尤其重要。本文綜述了MCPs應(yīng)用方面的最新發(fā)展，這些都顯示出MCPs在未來(lái)醫(yī)療與保健食品的市場(chǎng)上具有巨大的潛力。

1 膠原蛋白及其生物活性肽簡(jiǎn)介

膠原蛋白是生物體內(nèi)一種重要纖維狀蛋白，是生物組織細(xì)胞外基質(zhì)（extracellular matrix，ECM）的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)纖維蛋白[5]。膠原蛋白通過(guò)促進(jìn)組織的分子結(jié)構(gòu)，形狀和機(jī)械特性，發(fā)揮結(jié)構(gòu)性作用[6?7]。膠原蛋白分子由三個(gè)α鏈組成，其分子量約為100 kDa[8]。膠原蛋白在動(dòng)物的纖維結(jié)締組織中含量十分豐富，為組織和器官提供拉伸強(qiáng)度和柔韌性[9]。膠原肽相比膠原蛋白分子量較低，并且對(duì)水具有很強(qiáng)的親和力，比膠原蛋白有著更高的吸收利用率和生物活性。傳統(tǒng)上，商業(yè)膠原肽主要從畜禽動(dòng)物組織（例如牛和豬）中提取，然而，陸地動(dòng)物來(lái)源的膠原肽不僅具有海綿狀腦病和口蹄疫等疾病的傳播風(fēng)險(xiǎn)，還會(huì)引發(fā)人體免疫反應(yīng)（約占人口的3%），加之宗教信仰和習(xí)俗等原因，限制了這些常規(guī)來(lái)源膠原肽的應(yīng)用[10?11]。因此，迫切需要開(kāi)發(fā)另一種來(lái)源的膠原肽用以替代。

海洋具有高壓、低溫和高鹽度等特殊生態(tài)環(huán)境，海洋生物的豐度和多樣性為膠原肽的開(kāi)發(fā)應(yīng)用帶來(lái)了大量的機(jī)遇。提取的MCPs擁有較高的吸收率和生物利用度，并且具有良好的水溶性、安全性、生物相容性、高生物降解性、易提取性、低免疫原性[12?13]。比如魚(yú)皮、魚(yú)鱗中富含膠原蛋白，且結(jié)構(gòu)較為疏松，更易加工降解成膠原肽。來(lái)自魚(yú)類(lèi)加工副產(chǎn)物的膠原蛋白肽的最新研究和商業(yè)化提供了潛在的膠原蛋白肽替代來(lái)源，因此海洋生物是制備膠原肽的理想來(lái)源。以海洋膠原蛋白為原料，通過(guò)采用安全、高效、無(wú)污染的生物控制酶解技術(shù)及小活性分子分離富集等技術(shù)，加工制備出高品質(zhì)膠原肽產(chǎn)品，水解得到的海洋膠原肽的分子量非常低，其分子量可控制在500~1000 Da之間。酶促水解不僅影響肽的大小，而且影響物理化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)[14]。如今，MCPs因其豐富的資源與廣泛的生物活性引起了來(lái)自科學(xué)界和工業(yè)領(lǐng)域廣泛的關(guān)注。

2 海洋膠原肽的生物活性

2.1 抗氧化活性

氧化應(yīng)激的產(chǎn)生歸因于幾種活性氧的形成，包括烷基、羥基、超氧化物、過(guò)氧化物和單線(xiàn)態(tài)氧。在人體中，自由基和抗氧化劑之間的不平衡引起的氧化應(yīng)激可能導(dǎo)致對(duì)細(xì)胞膜、蛋白質(zhì)和DNA的氧化損傷。這些損傷會(huì)引發(fā)在一系列疾病包括皮膚損傷、炎癥，癌癥、神經(jīng)元損傷以及衰老。許多研究表明，源自海洋生物的MCPs可通過(guò)降低與氧化應(yīng)激有關(guān)的慢性疾病的風(fēng)險(xiǎn)來(lái)促進(jìn)人類(lèi)健康。

Zhang[15]等從西班牙鯖魚(yú)皮的蛋白水解物中分離出的8種膠原肽段可以有效清除自由基，并且抑制脂質(zhì)過(guò)氧化。有研究發(fā)現(xiàn)從海參膠原蛋白的水解物中分離出了一種新型的抗氧化劑肽，顯現(xiàn)出對(duì)2，2-二苯基-1-苦基肼基（2, 2-diphenyl-1-picryl hydrazine，DPPH）自由基很強(qiáng)的清除活性[16]。趙玲[17]等從鱈魚(yú)骨中利用4種不同的生物酶解法制備的鱈魚(yú)骨膠原肽，結(jié)果顯示4種鱈魚(yú)骨膠原肽對(duì)·OH、DPPH·和均具有清除能力，具有良好的抗氧化活性。據(jù)報(bào)道，鱈魚(yú)皮中的膠原蛋白水解物和多肽可以通過(guò)抑制內(nèi)源性抗氧化酶的耗竭并抑制NF-κB和促炎性細(xì)胞因子的表達(dá)，保護(hù)小鼠皮膚免受紫外線(xiàn)引起的傷害，包括皺紋的形成和破壞[18]。有試驗(yàn)表明，羅非魚(yú)膠原多肽可以減輕D-半乳糖誘導(dǎo)的衰老小鼠對(duì)肝臟和腎臟的傷害，其作用機(jī)制可能其對(duì)氧化應(yīng)激的減弱和免疫功能的增強(qiáng)有關(guān)[19]。

2.2 抗菌活性

目前，已有大量的研究報(bào)道了海洋魚(yú)類(lèi)來(lái)源的MCPs可被用作抗微生物劑。來(lái)自海洋生物的抗菌肽構(gòu)成了新一代的抗生素。抗菌肽（antimicrobial peptide，AMP）是直接針對(duì)微生物的內(nèi)源性抗生素，除宿主防御外，它們還參與免疫應(yīng)答的調(diào)節(jié)。對(duì)多種微生物（細(xì)菌、真菌和病毒），包括具有多重耐藥性的菌株，均具有強(qiáng)大的活性。

有試驗(yàn)測(cè)定鯖魚(yú)膠原肽對(duì)幾種革蘭氏陽(yáng)性和革蘭氏陰性細(xì)菌的抗菌活性，發(fā)現(xiàn)該肽具有廣譜抑菌活性，其中金黃色葡萄球菌最敏感，該肽可以完全抑制金黃色葡萄球菌的生長(zhǎng)，具有顯著抗菌效果[20]。據(jù)報(bào)道，從尼羅羅非魚(yú)分離的一種抗菌肽羅非魚(yú)魚(yú)皮素-4（TP-4），在小鼠體內(nèi)表現(xiàn)出很強(qiáng)的抗菌活性，尤其在對(duì)抗由金黃色葡萄球菌引起的腹膜炎和傷口感染方面非常有效，并且不會(huì)引起肝或腎毒性以及其他免疫毒性[21]。有研究發(fā)現(xiàn)衍生自雜交鱸魚(yú)分離的線(xiàn)性抗菌肽Piscidin-1對(duì)革蘭氏陰性菌（MIC為0.8~25 μmol/L）和革蘭氏陽(yáng)性菌（MIC為1~16 μmol/L）具有顯著活性，此外，它們還在小鼠體內(nèi)顯示出強(qiáng)大的抗內(nèi)毒素活性[22]。

2.3 免疫調(diào)節(jié)活性

MCPs可以通過(guò)調(diào)節(jié)機(jī)體免疫器官或組織的生長(zhǎng)發(fā)育、免疫細(xì)胞的活性與功能、遲發(fā)型變態(tài)反應(yīng)、抗體產(chǎn)生、細(xì)胞因子的分泌與表達(dá)以及免疫相關(guān)信號(hào)分子的釋放等機(jī)制起到調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能的作用。柳園等[23]也探討了海洋膠原低聚肽對(duì)于術(shù)后患者免疫功能的影響，該研究結(jié)果表明海洋膠原低聚肽干預(yù)組的血清球蛋白（Globulin，GLB）、IgG、IgA和IgM的水平均有所升高，說(shuō)明攝入海洋膠原低聚肽在一定程度上能增強(qiáng)手術(shù)患者的免疫功能。

2.4 抗皮膚衰老

皮膚由表皮、真皮和皮下組織組成，能夠作為化學(xué)和物理屏障，保護(hù)人體免受有害的外來(lái)污染物的侵害。皮膚在維持體內(nèi)平衡方面也起著重要作用，包括防止水分流失和調(diào)節(jié)體溫。隨著年齡的增長(zhǎng)，人體內(nèi)膠原蛋白的合成量減少且降解速度加快，從而導(dǎo)致皮膚彈性的喪失，皺紋的增加以及表皮厚度減少，I型膠原蛋白減少被廣泛認(rèn)為是皮膚衰老的主要特征。皮膚衰老由各種外部刺激，主要是紫外線(xiàn)（UV）輻射引起的內(nèi)在時(shí)間性衰老和外在性衰老，稱(chēng)為光老化[24]。由于MCPs與人類(lèi)膠原蛋白結(jié)構(gòu)具有同源性，并具備優(yōu)異的生物活性、生物相容性、穩(wěn)定性和滲透能力，使其在皮膚保護(hù)領(lǐng)域中逐漸成為研究的熱點(diǎn)。

有多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，攝取一定量的MCPs物質(zhì)可以改善皮膚衰老相關(guān)癥狀。一項(xiàng)隨機(jī)雙盲安慰劑對(duì)照試驗(yàn)結(jié)果顯示，魚(yú)衍生膠原肽與鳥(niǎo)氨酸的復(fù)合補(bǔ)充劑可以通過(guò)提高IGF-1的水平來(lái)改善皮膚衰老相關(guān)的變化，使志愿者的皮膚彈性得到很大的改善[25]。Marotta等[26]利用一種新開(kāi)發(fā)的添加了抗氧化劑組合物（即輔酶Q10+硒+木犀草素+葡萄皮）的MCPs，在其在對(duì)人體皮膚活檢的初步體外實(shí)驗(yàn)中顯示出對(duì)UVA的抵御效果，對(duì)紫外線(xiàn)輻射誘導(dǎo)的皮膚光老化有明顯的保護(hù)作用。

2.5 促進(jìn)組織修復(fù)功能

膠原是構(gòu)成皮膚和粘膜的重要組成成分。已知一些富含甘氨酸、脯氨酸和羥脯氨酸，分子量小于5 kDa的海洋膠原蛋白衍生肽在對(duì)皮膚角質(zhì)形成細(xì)胞進(jìn)行治療時(shí)具有趨化作用。這些肽具有促進(jìn)細(xì)胞增殖和遷移到傷口部位的能力，從而加速傷口愈合，促進(jìn)組織修復(fù)過(guò)程。有研究評(píng)估了從尼羅羅非魚(yú)皮膚經(jīng)復(fù)合酶水解制備的MCPs傷口愈合活性，證明了羅非魚(yú)MCPs可以在體外增強(qiáng)人角質(zhì)形成細(xì)胞的劃痕閉合能力，并且羅非魚(yú)MCPs在兔子深部較厚燙傷創(chuàng)面試驗(yàn)中，可有效促進(jìn)創(chuàng)面愈合[27]。據(jù)報(bào)道，口服鮭魚(yú)皮MCPs可增強(qiáng)大鼠皮膚傷口的愈合和血管生成[28]。王志聰?shù)萚29]從鱈魚(yú)皮中提取的膠原蛋白多肽，能通過(guò)增強(qiáng)胃粘膜屏障和降低氧化應(yīng)激，對(duì)大鼠急性胃粘膜損傷具有保護(hù)作用。

2.6 調(diào)節(jié)血壓血糖作用

降壓肽，又稱(chēng)血管緊張素轉(zhuǎn)化酶（angiotensin converting enzyme，ACE）抑制肽，通常指通過(guò)對(duì)血管緊張素轉(zhuǎn)化酶抑制作用而具有調(diào)節(jié)血壓功效的肽類(lèi)。近年來(lái)，發(fā)現(xiàn)在海洋魚(yú)類(lèi)蛋白水解物中存在大量降壓肽，源于海洋生物的ACE抑制肽已成為當(dāng)今世界生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。Choonpicharn等[30]研究發(fā)現(xiàn)羅非魚(yú)皮膚明膠水解產(chǎn)物能有效清除ABTS自由基并具有抑制血管緊張素-I轉(zhuǎn)換酶的活性，具備抗氧化劑和抗高血壓藥的功效。有研究從三文魚(yú)明膠水解物獲得的ACE抑制肽對(duì)自發(fā)性高血壓大鼠進(jìn)行干預(yù)，其收縮壓在4 h內(nèi)從181 mmHg顯著降低至161 mmHg，同時(shí)舒張壓、心率平均動(dòng)脈血壓也有所降低[31]。有報(bào)告顯示具有低分子量（<1 kDa）的魚(yú)蛋白膠原肽表現(xiàn)出較高的抗高血壓活性，肽的分子量在抑制ACE中起著至關(guān)重要的作用[32]。

有學(xué)者使用2型糖尿?。═2DM）大鼠模型研究MCPs對(duì)葡萄糖代謝和胰島素抵抗的影響。發(fā)現(xiàn)經(jīng)MCPs治療的T2DM大鼠葡萄糖和胰島素水平明顯降低，胰島素敏感性指數(shù)顯著增高并防止了大鼠體重的減輕，說(shuō)明MCPs可改善T2DM大鼠的葡萄糖代謝和胰島素抵抗，這種改善效果可能是由于MCPs通過(guò)降低氧化應(yīng)激，炎癥反應(yīng)以及對(duì)葡萄糖運(yùn)載體4（Glucose transporter 4，GLUT4）和PPAR-α表達(dá)的上調(diào)作用所介導(dǎo)的[33]。在一項(xiàng)隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)中，T2DM患者被隨機(jī)分為治療組和對(duì)照組。治療組的患者連續(xù)3個(gè)月每天額外補(bǔ)充MCPs，胰島素敏感性指數(shù)和高密度脂蛋白顯著低于對(duì)照組，MCPs治療可改善T2DM患者的葡萄糖和脂質(zhì)代謝[34]。

2.7 其他生理作用

MCPs還具有其他多種生理功能。有實(shí)驗(yàn)表明源自鮭魚(yú)魚(yú)皮的MCPs可以通過(guò)降低大腦中的氧化損傷和乙酰膽堿酯酶（acetylcholin esterase，AchE）活性以及減少海馬神經(jīng)元的丟失，增加海馬磷酸化（p-CREB）和腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子的表達(dá)來(lái)促進(jìn)圍產(chǎn)期窒息（perinatal asphyxia，PA）雄性大鼠的長(zhǎng)期學(xué)習(xí)和記憶，有效改善PA雄性大鼠的生理和神經(jīng)行為發(fā)育，具有神經(jīng)保護(hù)作用[35]。近年來(lái)，有報(bào)道稱(chēng)來(lái)源于海洋生物的膠原肽具有潛在的抗HIV病毒活性。一項(xiàng)體內(nèi)研究表明，從阿拉斯加狹鱈魚(yú)提取的氨基酸序列為Gly-Pro-Hyp-Gly-Pro-Hyp-Gly-Pro-Hyp-Gly的膠原肽APHCP，能通過(guò)抑制人T細(xì)胞系中HIV誘導(dǎo)的細(xì)胞裂解或HIV感染的細(xì)胞與靶細(xì)胞之間的融合以抑制合胞體形成，具有強(qiáng)大的HIV-1抑制活性[36]。如今，利用MCPs的獨(dú)特功能進(jìn)行骨修復(fù)也是一大研究熱點(diǎn)。Elango等[37]從鲯鰍魚(yú)骨中獲得的分子量約為1 kDa的魚(yú)骨膠原肽，該肽通過(guò)上調(diào)骨髓間充質(zhì)干（bone marrow mesenchymal stem，BMMS）細(xì)胞的分化，顯著提高了BMMS細(xì)胞中的膠原蛋白，堿性磷酸酶和骨鈣素等成骨生物標(biāo)志物水平，促進(jìn)了骨細(xì)胞中成骨細(xì)胞的生長(zhǎng)以及膠原和礦物質(zhì)合成的上調(diào)，具有對(duì)老年和更年期婦女骨質(zhì)疏松潛在防治效果。

3 海洋膠原肽的應(yīng)用

近些年來(lái)，從海洋魚(yú)類(lèi)的膠原蛋白中獲得的低分子量生物活性肽因?yàn)榫哂辛己玫谋裥?、溶解度、吸收性、低變?yīng)原性和藥理活性，在營(yíng)養(yǎng)保健食品、食品工業(yè)和生物醫(yī)藥行業(yè)中有著很高的應(yīng)用價(jià)值。

3.1 營(yíng)養(yǎng)保健品應(yīng)用

海水魚(yú)膠原蛋白和膠原蛋白肽與人類(lèi)膠原蛋白結(jié)構(gòu)具有同源性，通過(guò)胃腸道屏障的高生物利用度和有效的生物活性已被廣泛用作功能性食品或膳食補(bǔ)充劑[2]。皮膚是人體最大的器官，膠原蛋白、彈性纖維和透明質(zhì)酸是其主要結(jié)構(gòu)成分。衰老是涉及人體變化的自然過(guò)程，隨著年齡增長(zhǎng)，皮膚的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能逐漸惡化。主要原因在于膠原蛋白和彈性蛋白纖維的減少，促進(jìn)了皮膚細(xì)紋和皺紋的形成。目前，尋找可靠且有效的抗衰老療法已成為食品和生物醫(yī)學(xué)公司的熱點(diǎn)，抑制皮膚衰老的營(yíng)養(yǎng)保健品的使用正在穩(wěn)步增長(zhǎng)。

膠原蛋白在皮膚中是真皮層的主要組成成分，充足的膠原蛋白可使皮膚保持充盈飽滿(mǎn)的狀態(tài)，有研究表明MCPs充當(dāng)配體，與成纖維細(xì)胞膜上的受體結(jié)合，促進(jìn)皮膚成纖維細(xì)胞的增殖，并刺激新膠原蛋白產(chǎn)生[38?39]。繼而增強(qiáng)皮膚的水合作用，提高皮膚柔軟度并減少皺紋的形成。Kim等[40]對(duì)年齡在40~60歲且被診斷為皮膚光老化的女性進(jìn)行12周的口服MCPs補(bǔ)充劑體內(nèi)研究，結(jié)果表明口服膠原肽可顯著改善皮膚的水分、皺紋和彈性，具有抗皮膚光老化效果。有一項(xiàng)臨床試驗(yàn)研究，讓35~65歲之間婦女口服三個(gè)月的包含膠原肽，維生素C的營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑，隨后采用高頻超聲和皮膚活檢法進(jìn)行了臨床評(píng)估，大多數(shù)使用者的皮膚厚度、皮膚緊致度和彈性得到改善[41]。印度Nitta明膠公司采用源于羅非魚(yú)鱗片的膠原肽制成規(guī)格為20 mL的飲品，30~60歲的健康女性服用該飲料超過(guò)12周后，結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過(guò)飲食攝入MCPs可明顯減少眼眶周?chē)櫦y，增加面部皮膚水分和皮膚彈性，并且未產(chǎn)生任何副作用或不良事件[42]。綜上，MCPs在許多試驗(yàn)中表現(xiàn)出良好的持水、保濕以及抗皮膚老化的能力，在保健食品行業(yè)中作為皮膚抗衰老的天然膳食補(bǔ)充劑將具有很大的市場(chǎng)。

3.2 食品工業(yè)應(yīng)用

MCPs具有多樣的生物活性，有研究發(fā)現(xiàn)其呈現(xiàn)出強(qiáng)大的抗氧化和抗微生物活性。在食品中，脂質(zhì)氧化發(fā)生在含不飽和脂肪酸的食品中，例如肉類(lèi)、低水分食品、油和堅(jiān)果。該過(guò)程會(huì)導(dǎo)致食物變質(zhì)以及產(chǎn)生潛在的有毒產(chǎn)品。通常，人們會(huì)在食物中采用許多合成抗氧化劑，例如丁基羥基甲苯、丁基羥基茴香醚能夠抑制食品工業(yè)中的過(guò)氧化過(guò)程。此外，合成抗菌劑和化學(xué)食品防腐劑存在著潛在健康風(fēng)險(xiǎn)。近年來(lái)隨著人們健康意識(shí)的提升，天然抗氧化和抗菌劑引起越來(lái)越多的關(guān)注。從各種魚(yú)類(lèi)和海洋無(wú)脊椎動(dòng)物群中獲得的具有抗氧化和抗菌活性的MCPs，可在食品工業(yè)用作食物中抗氧化還原劑和抗菌防腐劑。

MCPs還可用于食品加工中，用作食品補(bǔ)充劑及功能性成分，提升食物的品質(zhì)與質(zhì)感。Ibrahim等[43]調(diào)查了MCPs作為水牛肉餡餅中脂肪替代品的效果，在肉類(lèi)產(chǎn)品中使用MCPs可以產(chǎn)生更高的蛋白質(zhì)含量，更低的脂肪含量，同時(shí)具有相似的感官接受性和更好的質(zhì)地，有潛力在生產(chǎn)低脂肉餅中用作脂肪替代品。魚(yú)膠原肽可以添加到橙汁等飲料中（2.5%），使飲料的營(yíng)養(yǎng)和功能特性得到改善，讓飲品具有更高的蛋白質(zhì)含量、生物利用度、低粘度以及在水中的高溶解度[44]。

3.3 生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用

組織工程學(xué)是再生醫(yī)學(xué)的主要組成部分之一，再生醫(yī)學(xué)利用共同設(shè)計(jì)的生物材料，細(xì)胞進(jìn)行組織置換。該技術(shù)有助于恢復(fù)，維持或改善由于受傷、外傷、疾病等原因而損壞或丟失的組織/器官的功能。膠原肽由于具有促進(jìn)細(xì)胞遷移，細(xì)胞基質(zhì)相互作用和組織再生的作用，并且它可支持多種類(lèi)型的結(jié)締組織，包括皮膚、腱、骨、軟骨、血管和韌帶，被認(rèn)為是用于組織工程的合適生物材料[45]。由于MCPs的低分子量和氨基酸成分具有更高的生物利用度,有助于骨骼和關(guān)節(jié)疾病的治療，并通過(guò)促進(jìn)膠原蛋白的合成誘導(dǎo)更好的骨整合[46]。有研究從羅非魚(yú)鱗片中提取的MCPs可以誘導(dǎo)原代大鼠骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的多向分化，其中MCPs不僅可以促進(jìn)細(xì)胞活力，而且可以顯著上調(diào)成骨標(biāo)志物和內(nèi)皮標(biāo)志物的表達(dá)，這表明MCPs具有用于骨組織工程的生物材料的潛在用途[47]。有研究報(bào)道了水母膠原肽多孔支架，可用于軟骨再生并促進(jìn)人間充質(zhì)干細(xì)胞（human mesenchymal stem cell，hMSCs）增殖，用hMSC進(jìn)行的細(xì)胞毒性試驗(yàn)未顯示該支架具有任何細(xì)胞毒性作用[48]。

此外，多項(xiàng)研究表明，膠原蛋白可在藥物遞送系統(tǒng)中用作載體。在藥物遞送中使用大尺寸材料具有局限性，包括體內(nèi)不穩(wěn)定性、不良的生物利用度和溶解性和人體組織的吸收差?，F(xiàn)如今，納米技術(shù)在藥物釋放和遞送起著重要作用。利用魚(yú)鱗片和海藻酸鈣生產(chǎn)的MCPs來(lái)制備直徑約400 nm的核殼MCPs螯合鈣/海藻酸鈣納米顆粒，能改善鈣的吸收，增加大鼠股骨的骨礦物質(zhì)密度和鈣含量，這表明基于MCP的納米顆?？赡苁茄a(bǔ)充鈣的理想載體[49]。使用MCPs治療與代謝異常有關(guān)的醫(yī)學(xué)問(wèn)題的是一項(xiàng)有前景的新策略。有研究發(fā)現(xiàn)MCPs可改善T2DM大鼠模型的葡萄糖代謝和胰島素抵抗，降低氧化應(yīng)激生物標(biāo)志物的表達(dá)以及炎性細(xì)胞因子和脂肪細(xì)胞因子的水平[33]。有一項(xiàng)采用兩種商業(yè)MCPs產(chǎn)品的臨床研究發(fā)現(xiàn)，Nutripeptin和Hydro MN肽表現(xiàn)出穩(wěn)定T2DM患者血糖水平，降低肥胖風(fēng)險(xiǎn)的療效[50]。以上結(jié)果表明，MCPs在醫(yī)藥領(lǐng)域具有作為一種新型的治療工具的潛力。

4 結(jié)論與展望

海水魚(yú)類(lèi)衍生的蛋白質(zhì)和肽類(lèi)由于其多樣化的生物活性和天然豐度，越來(lái)越引起人們的關(guān)注，而且它們來(lái)自于未充分利用的海洋自然資源，有極大潛力成為營(yíng)養(yǎng)保健食品、生物醫(yī)學(xué)行業(yè)的重要材料。MCPs是通過(guò)化學(xué)水解或酶促水解從海洋生物中產(chǎn)生的，被認(rèn)為是開(kāi)發(fā)健康產(chǎn)品的更安全選擇。MCPs可從魚(yú)類(lèi)加工廢料（骨頭，魚(yú)鱗和皮膚）中獲得，這些副產(chǎn)品的回收利用既可以幫助減少這類(lèi)廢棄物產(chǎn)生的污染，還能將其轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂懈吖δ軆r(jià)值的新產(chǎn)品。MCPs由于具有多種生物學(xué)特性，包括抗氧化、抗菌、促進(jìn)組織修復(fù)、調(diào)節(jié)免疫和降血壓血糖等作用，加之良好的生物相容性、無(wú)毒性和高吸收率，顯示出MCPs在食品、保健品行業(yè)等產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方向上具有廣闊的市場(chǎng)。由于其固有的生物活性，肽可用作治療劑或預(yù)防劑。因此，由海洋膠原蛋白生產(chǎn)肽治療劑是制藥工業(yè)可利用的有前途的方法。但MCPs中的大多數(shù)現(xiàn)仍處于實(shí)驗(yàn)階段，需要就其配方和長(zhǎng)期安全性在人群中進(jìn)行更為深入的研究。