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西北农林科技大学宋宇轩研究员团队在绵羊奶营养保健功能研究方面取得进展
近日，西北农林科技大学宋宇轩研究员团队在绵羊奶营养保健功能研究方面取得进展。研究论文“膳食补充绵羊奶可以改善由腺嘌呤诱导的小鼠慢性肾脏病《Multi-omics analysis of kidney tissue metabolome and proteome reveals the protective effect of sheep milk against adenine-induced chronic kidney disease in mice》”在食品功能领域国际知名期刊Food & Function（中科院1区TOP期刊，IF=6.1）发表。
慢性肾脏病（CKD）是指由各种原因导致机体肾脏功能和结构发生障碍超过3个月的疾病。目前对慢性肾脏病患者的治疗主要包括透析和肾脏移植，而这些治疗方法常伴随着不良反应，并为病人带来很大的经济负担。因此，迫切需要研究和开发有效的药物或膳食干预措施，用于慢性肾脏病的预防和治疗。绵羊奶富含各种营养物质和活性成分，兼具营养和保健功效。一些古籍中记载：“羊乳实为补肾”、“羊乳甘温无毒，润心肺、补肺肾气”。由此可见，羊奶对肾脏具有一定的保健作用，但其作用机理尚待解析。
西北农林科技大学宋宇轩研究员团队通过生化分析、病理切片、蛋白组学、代谢组学、PRM分析等方法探究了绵羊奶对慢性肾脏病小鼠模型的保护作用机制。主要结果如下：与Model组相比，绵羊奶处理(SM)组小鼠血清肌酐、尿素、磷、镁含量分别下降26.01%、27.26%、30.35%、26.06%（图1A、B、C、D）；尿量、尿酸、KIM-1和NGAL分别减少28.27%、38.22%、27.73%、21.68%（图1E、F、G、H）。本研究对氧化应激相关指进行了检测。结果显示，较Model组，SM组小鼠抗氧化指标SOD、GSH、CAT分别上升13.10%、34.89%、95.43%，氧化指标MDA含量下降13.42%（图1 I、J、L、K）。
图1 绵羊奶对慢性肾脏病小鼠生化指标的影响
H&E、PAS染色和透射电镜结果显示：与Model组相比，SM组小鼠的肾小管损伤情况显著减少，肾小球形态也有所改善（图2A、B）。Masson染色结果表明：较Con组，Model组小鼠肾脏发生严重的纤维化（蓝色沉积），而较Model组，SM组胶原纤维减少44.09%。免疫组化结果表明：SM组小鼠的炎性细胞浸润情况较Model组小鼠减少44.72%（图2C）。
图2 绵羊奶对慢性肾脏病小鼠病理切片的影响
蛋白组学分析结果发现在154个共有差异表达蛋白中与肾脏炎症、纤维化、氧化应激相关的蛋白在Model组显著升高，在SM组显著下降（图3A、B）。KEGG分析结果表明：在Model组显著上调的AGE-RAGE信号通路在SM组显著下调，该信号通路可通过激活多种信号通路导致机体发生氧化应激，从而促进肾脏疾病的发生。
图3 绵羊奶对慢性肾脏病小鼠蛋白组的影响
肾脏代谢组学分析结果表明：与Model组相比，SM组中TMAO、柠檬酸、尿酸、柠檬酸盐、肌酐和三角叶碱浓度分别下降77.64%、49.00%、81.14%、57.00%、52.00%和66.03%（图4）。
图4 绵羊奶对慢性肾脏病小鼠代谢组的影响
对差异表达的蛋白及差异表达的代谢物的联合分析表明，缺氧转导通路（HIF-1）参与肾脏纤维化和肾功能障碍的发生。因此本研究对HIF信号通路上的相关蛋白进行了PRM验证分析。结果表明：与Model组小鼠相比，SM组小鼠JAK1、STAT3、ICAM1、VCAM1、FN1和COL1A2蛋白表达量分别下降31.11%、30.28%、29.62%、42.22%、34.46%和48.64%（图5）。
图5 绵羊奶对慢性肾脏病小鼠HIF信号通路的影响
综上所述，绵羊奶可改善由腺嘌呤诱导的小鼠慢性肾脏病模型，而这种肾脏保护作用可能是通过抑制JAK1/STAT3/HIF1α信号通路来实现的（图6）。本研究为特色绵羊奶的功能性食品开发奠定理论基础。
图6 绵羊奶对慢性肾脏病小鼠的作用机制
西北农林科技大学硕士研究生卫梦瑶为论文第一作者，张磊副研究员、宋宇轩研究员为共同通讯作者。本研究得到陕西省畜禽育种“两链”融合重点专项（编号：2022GD-TSLD-46-0202）、合作共建金昌奶绵羊试验示范基地（K4030220449）资助。