近年来,由于现代生活方式和饮食习惯的影响,肥胖已成为威胁人类健康的主要风险因素。肥胖引起的慢性炎症和胰岛素抵抗主要是由机体能量代谢异常导致脂肪在体内尤其是内脏积累过多和分布异常所致,与肥胖相关的主要并发症包括代谢综合征、T2DM、心血管疾病、高血压和高血脂等。目前大多数抗炎和缓解机体胰岛素抵抗的方法都不可避免的存在一定的副作用。牛乳酪蛋白是优质蛋白的重要来源之一,是一种已被广泛用于获得各种生物活性肽的天然蛋白质。酪蛋白水解物（CH）来源的VPP和IPP具有显著的体外ACE抑制和体内降血压活性,并能改善脂肪细胞炎症和缓解胰岛素抵抗。此外,关于ACE抑制肽的构效关系研究已被广泛用于从食源性蛋白质中发现更多具有较强活性的ACE抑制肽。因此,研究含有VPP和IPP的CH对缓解和改善肥胖诱导的慢性炎症和胰岛素抵抗、以及通过构效关系研究,尝试获得具有更佳效果的活性肽具有十分重要的意义。本课题首先以酪蛋白为研究对象,采用体外酶水解的方法从牛乳酪蛋白中释放VPP和IPP并对其含量进行测定;通过建立高脂饮食诱导的肥胖小鼠模型研究了含VPP和IPP的CH对肥胖小鼠的糖耐量受损、胰岛素抵抗和慢性炎症的改善作用;通过利用TNF-α刺激3T3-L1细胞建立了前脂肪细胞分化的炎症模型,并研究了CH对3T3-L1细胞分化受损和慢性炎症的改善作用机制;然后通过VPP/IPP类似物体外促L6肌管葡萄糖摄取活性的构效关系研究,以期发现具有潜在降血糖活性的三肽类似物;最后通过建立高脂饮食诱导肥胖小鼠模型进一步研究VPP/IPP类似物对高脂饮食诱导肥胖小鼠的胰岛素抵抗和慢性炎症的干预效果,并通过探讨饮食干预对肠道菌群的影响初步研究了VPP/IPP类似物对改善肥胖引起的胰岛素抵抗和慢性炎症的相关机制。本研究课题的主要结论如下:1.通过米曲霉来源蛋白酶A2SD水解酪蛋白,采用LC-MS/MS技术对CH中的VPP和IPP进行鉴定和含量测定发现,CH中IPP的含量相对较高,IPP和VPP的含量分别为:926.69±1.58 ng/mg干基和184.93±1.32 ng/mg干基。含有IPP和VPP的CH未能减轻小鼠体重,同时也未能够改善肥胖小鼠脂代谢紊乱;CH不能起到降糖的作用和改善肥胖小鼠的糖耐受受损;CH可以显著改善肥胖小鼠脂肪组织巨噬细胞浸润和血清促炎细胞因子IL-6、IL-1β、MCP-1和TNFα的含量水平;CH能够提高肥胖小鼠对胰岛素的敏感性但是不能减轻HFD诱导的肥胖小鼠胰岛素抵抗。2.含有IPP和VPP的CH能够显著促进3T3-L1前脂肪细胞的生长和增殖。CH通过激活C/EBPα而非PPARγ来减轻TNF-α诱导的3T3-L1前脂肪细胞分化受损,并通过抑制NF-κB p65的磷酸化和JNK的磷酸化来减轻TNF-α诱导的3T3-L1前脂肪细胞炎症反应。CH通过激活MAPK-Erk信号通路来促进3T3-L1前脂肪细胞正常分化,并呈现剂量依赖关系。3.CH以及VPP/IPP类似物对L6成肌细胞的细胞活力没有显著的影响。肽类似物的构效关系表明,用其他氨基酸,特别是带负电荷的氨基酸及其各自的酰胺替代VPP和IPP的中间氨基酸或C端氨基酸,可以显著提高其促L6细胞葡萄糖摄取的活性;氨基酸P存在于中间位置或C端位置对三肽类似物促L6细胞葡萄糖摄取活性不利。IQP、VEP、IPQ和VPE四种三肽类似物显示出相对较高的促葡萄糖摄取的活性,主要存在于谷物类种子储藏蛋白中。A2SD结合胃蛋白酶水解大米蛋白和小麦蛋白可以成功将这些三肽类似物释放出来。另外,这些三肽类似物是通过AMPK磷酸化,而非胰岛素信号通路来促进L6细胞对葡萄糖摄取。4.VPP/IPP类似物IQP、VEP和IPQ不能减轻高脂饮食诱导肥胖小鼠的体重,但IQP、VEP和IPQ均能显著降低肥胖小鼠血清中的葡萄糖和胰岛素的含量水平,IQP通过修复肌肉组织Akt和AMPK信号通路促进肥胖小鼠对葡萄糖的摄取,VEP通过修复肌肉组织AMPK信号通路促进肥胖小鼠对葡萄糖的摄取,提高肥胖小鼠对胰岛素的耐受性,减轻由高脂饮食诱导的肥胖小鼠胰岛素抵抗。VEP和IPQ均能够改善肥胖小鼠脂代谢紊乱,改善脂肪组织肥大和肝脏脂肪变性,并且IPQ的干预效果最显著。IQP、VEP和IPQ均能改善肥胖小鼠脂肪组织巨噬细胞浸润和降低肥胖小鼠血清中IL-6、IL-1β、MCP-1和TNF-α的含量水平,其抗炎效果分别为IPQ＞VEP＞IQP。5.高脂饮食诱导小鼠肥胖的形成及VPP/IPP类似物IQP、VEP和IPQ对肥胖小鼠胰岛素抵抗和慢性炎症的改善作用均与肠道微生物的改变有关,IQP、VEP和IPQ可显著改变高脂饮食诱导的肥胖小鼠的肠道微生态环境,增加小鼠肠道菌群的多样性,降低厚壁菌门/拟杆菌门的比值,增加拟杆菌门等有益菌的丰度水平。IPQ可能主要通过增加肥胖小鼠肠道中的羧菌和脱硫弧菌来分别改善肥胖小鼠慢性炎症和胰岛素抵抗。