将鱼类废物转化为抗癌药物：鲍鱼内脏肽如何成为医学领域的下一个重大事件

在最近发表在《科学报告》杂志上的一项研究中，研究人员探索了从鲍鱼内脏中提取的生物活性肽的抗菌和抗癌特性。

研究：来自鲍鱼内脏（光鲍和波纹鲍）的生物活性肽的抗菌和抗癌活性。图片来源：mnimage / Shutterstock.com

背景

海洋生物可能是有前途的生物活性分子的新来源；然而，迄今为止，只有少数研究对海洋生物分子进行了表征并将其商业化。2015 年，美国食品和药物管理局 (FDA) 批准曲贝替定（trabectedin），一种从海鞘（Ecteinascidia turbinate）中提取的生物活性肽，用于治疗肉瘤。2010 年，FDA 批准使用源自海洋海绵的甲磺酸Eribulin 来治疗乳腺癌。

鲍鱼（Haliotisspp.）是一种海洋软体动物，近年来全球的需求和养殖量激增。在加工过程中，占鲍鱼湿重15-25%的内脏被丢弃，每年损失数吨内脏。由于鲍鱼内脏富含蛋白质，因此它可以作为具有营养保健和药理学特性的生物活性肽的前体。

此前的研究表明，软体动物内脏提取物可有效抑制大肠杆菌K1、铜绿假单胞菌和鲍曼不动杆菌的生长。此外，在乳腺癌小鼠模型中，给予鲍鱼内脏可抑制肿瘤进展。

关于该研究

在当前的研究中，研究人员调查了鲍鱼（包括鲍鱼和波纹鲍）的内脏提取物对肠杆菌科11 种机会性细菌病原体和 4 种常见真菌的抗菌活性。这些内脏提取物的抗癌活性也在 IV 级前列腺腺癌 PC-3 细胞系（男性最常见的癌症之一）中进行了评估。

研究人员使用三批每批重 150 克 (g) 的鲍鱼内脏来提取生物活性肽。肽提取过程涉及不同的 Wobenzym 酶浓度、离心和孵育条件。

更具体地说，研究人员将用于内脏水解的 Wobenzym 用量从 2 克增加到 15 克，以增加蛋白质水解。重要的是，该过程不会影响十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）分析中的蛋白质模式条带模式。

使用 SmartSpec 3000 分光光度计对内脏水解提取物及其色谱级分中的蛋白质进行定量。此外，通过凝胶过滤对水解样品进行蛋白质分级。该过程产生大小范围分别为 116.25-200 千道尔顿 (kDa)、66.25-116.25 kDa 和 31-66.25 kDa 的高、中、低分子量 (MW) 蛋白质。

随后测定了所有分离蛋白质的抗菌和细胞毒活性。

鲍鱼内脏的抗菌潜力

H. corrugata的中等分子量蛋白质组分对奇异变形杆菌和铜绿假单胞菌具有活性。相比之下，6.5-21.5 kDa 和 97.4-116.25 kDa 之间的蛋白质级分分别对枯草芽孢杆菌和黑曲霉具有活性。

大小在 31-200 kDa 之间的H. fulgens肽级分可有效对抗六种细菌菌株。大小在 21.5-116.25 kDa 之间的H. fulgens肽级分表现出抗真菌、黑曲霉、链格孢菌和黄曲霉的活性。

鲍鱼内脏衍生肽对细菌表现出较低的抑制潜力。这可能是由于色谱级分中存在大蛋白以及它们与细菌膜的相互作用有限。因此，需要做更多的工作来鉴定具有更高抗菌活性的生物活性肽并了解其作用方式。

源自H. fulgens和H. corrugata的生物活性肽，特别是色谱级分 33-41，在两种不同浓度下表现出针对 PC-3 细胞的细胞毒活性。

抗癌特性

在前列腺癌细胞 PC-3 中评估了鲍鱼级分 33-41 的细胞毒性作用。当使用浓度为 200 µg/ml 的级分处理 PC-3 时，除了用级分 37 处理外，观察到高细胞存活率。更具体地说，级分 37 处理在 200 和 400 µg/ml 下均导致 80% 的细胞存活。毫升。

除了这种显着的细胞毒活性外，在 PC-3 处理的细胞中还观察到基质金属蛋白酶 2 (MMP-2) 和 MMP-9 表达减少。MMP 包括胶原蛋白、酶和蛋白质，可降解细胞外基质 (ECM) 以抑制肿瘤细胞转移，其表达通常与癌症患者的不良预后相关。

结论

从鲍鱼内脏水解获得的生物活性肽对革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌以及几种真菌菌株表现出显着的生物活性。其中一些肽还调节 MMP-2 和 MMP-9 的表达，这可能反映了这些生物分子的潜在抗癌特性。

未来的研究需要表征这些肽中可能负责其抗癌和抗菌活性的精确氨基酸序列。

期刊参考：

• Rivera-Pérez, C.、Ponce González, XP 和 Hernández-Savedra, NY (2023)。鲍鱼内脏（光鲍和波纹鲍）生物活性肽的抗菌和抗癌活性。科学报告13(15185)。doi:10.1038/s41598-023-41491-w