骨肽干预治疗骨质疏松中的生物标志物、筛选方法及用途技术

本发明专利技术公开了骨肽干预治疗骨质疏松中的生物标志物，包括脂类和类脂分子、有机酸及其衍生物和/或神经递质类物质，脂类和类脂分子为以下物质的任一种或几种：牛磺酸、花生四烯酸、1‑棕榈酰‑2‑羟基‑sn‑甘油‑3‑磷酸乙醇胺、(4Z,7Z,10Z,13Z,16Z,19Z)‑4,7,10,13,16,19‑二十二碳六烯酸、1‑硬脂酰‑2‑羟基‑sn‑甘油‑3‑磷酸胆碱、牛磺酸脱氧胆酸、牛磺去氧胆酸和牛磺胆。本发明专利技术公开了骨肽抗骨质疏松生物标志物的筛选方法。本发明专利技术公开了生物标志物的用途。本发明专利技术为天然产物活性功能评价提供了示范性研究，为系统评价骨肽抗骨质疏松活性作用和开发具有生物活性功能骨肽产品提供了理论支撑。

Biomarkers, screening methods and application of osteopeptide in the treatment of osteoporosis

【技术实现步骤摘要】
骨肽干预治疗骨质疏松中的生物标志物、筛选方法及用途
本专利技术属于营养和功能食品领域，涉及骨肽干预治疗骨质疏松中的生物标志物，还涉及骨肽抗骨质疏松活性的生物标志物的筛选方法，以及还涉及骨肽干预治疗骨质疏松中的生物标志物的用途。
技术介绍
随着我国进入老龄化社会，居民骨质疏松症的发病率也呈逐年上升的态势。目前，我国骨质疏松患者约9300万，预测到2050年骨质疏松症患者人数将接近2亿。骨质疏松症是一种以骨质减少、骨显微结构发生退化、骨脆性增加为特征的全身性机体骨代谢性疾病。骨质疏松症诱发的骨折增加了病残率和病死率，己成为严重的公众健康问题。临床上，骨质疏松症治疗药物包括利塞膦酸盐、对苯二甲酸、阿仑膦酸、二磷酸盐、唑来膦酸、特立帕肽等，但存在诱发食道炎、恶心、腹痛，甚至罹患生殖系统癌变等副作用，在一定程度上限制了其应用。因此，寻找能够促进骨形成和逆转骨结构损伤的更安全、食物源的天然替代品正受到越来越多的关注。畜禽骨中含有丰富的胶原蛋白，研究表明补充胶原蛋白肽可以增加骨胶原纤维网架的规则性和牢固性，促进钙盐有序沉积，增加骨强度和骨密度，是一种潜在的抗骨质疏松活性肽的理想来源。目前，关于骨肽抗骨质疏松活性及作用机制已开展一定程度的研究，但仅通过观察骨组织或器官中的一个或几个典型指标来评价其抗骨质疏松活性作用，在研究水平和层次上面存在很大局限性和片面性，不能系统全面地反映和阐释骨肽的作用机制，极大地限制了其开发和利用。代谢组学是了解复杂疾病历程的系统生物学技术，是关于生物体系受刺激或扰动后其代谢产物(内源代谢物质)种类、数量及其变化规律的科学。生物体中许多生命过程都是发生在小分子代谢物层面，例如细胞之间信号的释放、能量之间的传递、细胞之间通信识别等均是通过小分子代谢物相互调控而完成的，基于代谢组学层面研究机体受外界扰动刺激后的变化，对于揭示其内在机制具有重要的前瞻性意义。其全局、动态理念与骨肽多组分作用于多靶点的整体观研究思路不谋而合。代谢组学基于系统和整体对骨肽的抗骨质疏松活性作用机制进行研究将有助于客观、科学的反映其在干预作用过程中对系统的动态调控及影响，阐明骨肽治疗骨质疏松过程所调控的代谢网络与靶点群。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。本专利技术还有一个目的是提供骨肽干预治疗骨质疏松中的生物标志物。本专利技术另有一个目的是提供骨肽抗骨质疏松活性的生物标志物的筛选方法。本专利技术再有一个目的是提供骨肽干预治疗骨质疏松中的生物标志物的用途。为此，本专利技术提供的技术方案为：骨肽干预治疗骨质疏松中的生物标志物，所述生物标志物包括脂类和类脂分子、有机酸及其衍生物和/或神经递质类物质，所述脂类和类脂分子选自以下物质的任意一种或几种：牛磺酸、花生四烯酸、1-棕榈酰-2-羟基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺、(4Z,7Z,10Z,13Z,16Z,19Z)-4,7,10,13,16,19-二十二碳六烯酸、1-硬脂酰-2-羟基-sn-甘油-3-磷酸胆碱、牛磺酸脱氧胆酸、牛磺去氧胆酸和牛磺胆。优选的是，所述的骨肽干预治疗骨质疏松中的生物标志物中，所述有机酸及其衍生物包括：D-erythro-鞘氨醇-1-磷酸和/或L-瓜氨酸。优选的是，所述的骨肽干预治疗骨质疏松中的生物标志物中，所述神经递质类物质为血清素。一种骨肽抗骨质疏松活性的生物标志物的筛选方法，包括如下步骤：步骤一、收集样品：收集骨肽处理后动物的骨组织和血清样本，所述骨组织包括左股骨、右股骨和右胫骨；步骤二、利用全自动血清生化分析仪测定血清骨转换标志物含量，分析骨肽对血清骨转换标志物含量的影响；步骤三、利用三点弯曲试验法测定左侧股骨样本的生物力学指标，分析骨肽对股骨机械力学指标的影响；步骤四、利用Micro-CT法测定右侧股骨样本的生物力学指标，分析骨肽对股骨形态力学指标的影响；步骤五、利用H&E染色法测定右侧胫骨样本的骨微结构指标，分析骨肽对大鼠胫骨骨微结构的影响；步骤六、基于非靶向代谢组学的方法系统筛选并分析骨肽抗骨质疏松活性作用的差异生物标志物(血清中)及其代谢通路和调控网络。优选的是，所述的骨肽抗骨质疏松活性的生物标志物的筛选方法中，所述血清骨转换标志物包括骨钙素、血清骨特异性碱性磷酸酶、血清I型原胶原N-端前肽、血清抗酒石酸酸性磷酸酶、血清I型胶原C-末端肽交联和尿脱氧吡啶啉；所述机械力学指标包括骨的断裂载荷、最大载荷、弹性饶度、弯曲能量和刚性系数；所述形态力学指标包括：骨小梁密度、骨体积分数、骨小梁间距、骨小梁厚度、骨小梁数目、骨皮质厚度。优选的是，所述的骨肽抗骨质疏松活性的生物标志物的筛选方法中，所述动物为大鼠。优选的是，所述的骨肽抗骨质疏松活性的生物标志物的筛选方法中，步骤一中，骨肽处理动物中，采用骨肽溶液以灌胃方法对动物进行实验，所述骨肽溶液的浓度为依照动物体重以100mg/kg、200mg/kg和500mg/kg的浓度处理。优选的是，所述的骨肽抗骨质疏松活性的生物标志物的筛选方法中，步骤一中，骨肽处理动物中，采用代谢笼自动收集动物尿液，所述代谢笼包括带有笼底的笼体本体和代谢物收集部，所述代谢物收集部设置于所述笼体的下方，所述代谢物收集部包括一桶体和一安装于所述桶体第一侧的周壁上端的盖体，所述桶体第二侧周壁上端开设有引流口，所述桶体内设置有一固液分离部，所述固液分离部包括第一端固接于所述桶体周壁上的弧形隔板和多级过滤板，将所述桶体的内部空间分割为第一容置空间和第二容置空间，多级过滤板沿竖直方向设置于所述第二容置空间内，且所述多级过滤板之间首尾顺次相接排列形成折线型导流通道，所述桶体的底壁由其第一侧向第二侧的方向的深度越来越大；所述盖体具有一向上弯折的上沿，于所述盖体连接至所述桶体的第一部分上，所述盖体具有第一通孔，所述弧形隔板的第一端处开设有第二通孔，所述第二通孔处设置有5～20μm孔径的过滤膜，所述多级过滤板沿竖直方向上的过滤孔径越来越小，且均大于所述第二通孔处的过滤膜的孔径。优选的是，所述的骨肽抗骨质疏松活性的生物标志物的筛选方法中，所述骨肽包含如下肽段：如SEQIDNO：1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58和59所示的氨基酸序列。所述的生物标志物在科学研究、骨质疏松症干预治疗或诊断中的用途。本专利技术至少包括以下有益效果：本专利技术首次公开了基于血清骨转换标志物、骨生物力学指标和骨形态力学指标系统评价骨肽抗骨质疏松活性作用，并在此基础上利用UPLC/Q-TOF-MS技术筛选了骨肽抗骨质疏松活性的生物标志物，进一步明确了其代谢通路和调控网络，从整体水平全面、高效、系统评价了骨肽抗骨质疏松活性作用机制。该专利技术为天然产物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.骨肽干预治疗骨质疏松中的生物标志物，其特征在于，所述生物标志物包括脂类和类脂分子、有机酸及其衍生物和/或神经递质类物质，所述脂类和类脂分子选自以下物质的任意一种或几种：牛磺酸、花生四烯酸、1-棕榈酰-2-羟基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺、(4Z,7Z,10Z,13Z,16Z,19Z)-4,7,10,13,16,19-二十二碳六烯酸、1-硬脂酰-2-羟基-sn-甘油-3-磷酸胆碱、牛磺酸脱氧胆酸、牛磺去氧胆酸和牛磺胆。/n

【技术特征摘要】
1.骨肽干预治疗骨质疏松中的生物标志物，其特征在于，所述生物标志物包括脂类和类脂分子、有机酸及其衍生物和/或神经递质类物质，所述脂类和类脂分子选自以下物质的任意一种或几种：牛磺酸、花生四烯酸、1-棕榈酰-2-羟基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺、(4Z,7Z,10Z,13Z,16Z,19Z)-4,7,10,13,16,19-二十二碳六烯酸、1-硬脂酰-2-羟基-sn-甘油-3-磷酸胆碱、牛磺酸脱氧胆酸、牛磺去氧胆酸和牛磺胆。


2.如权利要求1所述的骨肽干预治疗骨质疏松中的生物标志物，其特征在于，所述有机酸及其衍生物包括：D-erythro-鞘氨醇-1-磷酸和/或L-瓜氨酸。


3.如权利要求1所述的骨肽干预治疗骨质疏松中的生物标志物，其特征在于，所述神经递质类物质为血清素。


4.一种骨肽抗骨质疏松活性的生物标志物的筛选方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、收集样品：收集骨肽处理后动物的骨组织和血清样本，所述骨组织包括左股骨、右股骨和右胫骨；
步骤二、利用全自动血清生化分析仪测定血清骨转换标志物含量，分析骨肽对血清骨转换标志物含量的影响；
步骤三、利用三点弯曲试验法测定左侧股骨样本的生物力学指标，分析骨肽对股骨机械力学指标的影响；
步骤四、利用Micro-CT法测定右侧股骨样本的生物力学指标，分析骨肽对股骨形态力学指标的影响；
步骤五、利用H&E染色法测定右侧胫骨样本的骨微结构指标，分析骨肽对大鼠胫骨骨微结构的影响；
步骤六、基于非靶向代谢组学的方法系统筛选并分析骨肽抗骨质疏松活性作用的差异生物标志物及其代谢通路和调控网络。


5.如权利要求4所述的骨肽抗骨质疏松活性的生物标志物的筛选方法，其特征在于，所述血清骨转换标志物包括：骨钙素、血清骨特异性碱性磷酸酶、血清I型原胶原N-端前肽、血清抗酒石酸酸性磷酸酶、血清I型胶原C-末端肽交联和尿脱氧吡啶啉；
所述机械力学指标包括：骨的断裂载荷、最大载荷、弹性饶度、弯曲能量和刚性系数；
所述形态力学指标包括：骨小梁密度(骨密度)、骨体积分数(骨体积/总体积)、骨小梁间距、骨小梁厚度、骨小梁...

【专利技术属性】
技术研发人员：张春晖，叶孟亮，郭玉杰，郑乾坤，
申请(专利权)人：中国农业科学院农产品加工研究所，得利斯集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11