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乳鐵蛋白

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乳鐵蛋白(Lactoferrin, LF)是轉鐵蛋白家族中的一種鐵結合糖蛋白,乳鐵蛋白存在於人體的乳汁和各種分泌液中,在母乳中含量最高,初乳中含量非常高的核心免疫功能蛋白。它能與病原微生物競爭鐵源,抵禦病原微生物侵襲,從而保護嬰幼兒免疫損傷。 [1] 
1939年,科學家Sorensen首次從牛奶中分離出紅色蛋白,但直到1961年人乳中的鐵結合蛋白才被提取。乳鐵蛋白才開始進入大眾視野。隨着研究的深入,科學家發現母乳和牛乳中的乳鐵蛋白具有相似的生物活性,兩者氨基酸序列同源性達到69%。基於此,隨着生物科技的進步,全球乳企開始研發將被譽為“免疫乳黃金”的乳鐵蛋白應用於嬰幼兒配方奶粉中。 [6-9] 
中文名
乳鐵蛋白 [2] 
外文名
lactoferrin,LF [1] 
功    能
抗菌、抗癌、抗病毒、調節免疫 [1] 
分子量
80 kDa [1] 
發現時間
1960年 [3] 

乳鐵蛋白作用

乳鐵蛋白在助力嬰幼兒的免疫健康方面有重要作用。乳鐵蛋白是一種具有多種生理活性的天然蛋白質,參與調節免疫功能、抗微生物、調節鐵吸收、促進腸道細胞增殖分化等多種病理生理過程。近年來,乳鐵蛋白在嬰幼兒、孕婦及老年等人羣中廣泛應用,可降低早產兒感染風險、嬰幼兒呼吸道和胃腸道疾病發生率、改善嬰幼兒和孕婦的貧血狀態、提高兒童及成人幽門螺桿菌根治率及改善老年人免疫功能。 [6] 
根據2022年《中國乳鐵蛋白臨牀應用專家共識》中臨牀實驗,乳鐵蛋白含量為0.6g/L將有效減少嬰幼兒呼吸道和胃腸道感染風險。0.6g/L乳鐵蛋白的含量,相當於含450mg/100g乳鐵蛋白的嬰兒配方奶粉按餵哺表衝調成奶液後的乳鐵蛋白含量水平。 [6] 

乳鐵蛋白辨別方法

乳鐵蛋白 乳鐵蛋白
1. 看質量。
優質的乳鐵蛋白有更好的免疫活性,純度超過95%*,鐵結合率達到80%以上。
2. 看含量。
根據2022年《共識》顯示,每日嬰幼兒推薦乳鐵蛋白攝取量在200-600mg。 [6] 
為了給寶寶帶來有效的免疫防護,優質的奶粉生產商添加了可高達30多倍的乳鐵蛋白,不僅含量加冕,更在純度和活性上精益求精,做到了“質”和“量”的兼得。

乳鐵蛋白生物學功能

乳鐵蛋白可以響應各種生理和環境的變化,因此它被認為是先天防禦系統的關鍵組成成分。乳鐵蛋白對多種細菌、真菌、酵母、病毒和寄生蟲表現出強大的抗菌活性。它還具有抗炎和抗癌活性,並具有多種酶功能。乳鐵蛋白在維持體內細胞鐵水平中起關鍵作用 [4] 
抗菌活性
乳鐵蛋白最早被發現並廣泛研究的生物學功能是它的抑菌能力。乳鐵蛋白具有廣譜的抗革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌和真菌的能力,可以有效抑制大腸桿菌、傷寒沙門桿菌、鏈球菌、嗜肺軍團菌金黃色葡萄球菌的生長。臨牀上給予患者乳鐵蛋白口服治療後,減少了胃腸道細菌的感染,但不影響乳酸桿菌雙歧桿菌的生長 [3] 
通常認為,乳鐵蛋白是通過螯合鐵離子,競爭性地剝奪細菌生長所需要的鐵元素,從而抑制細菌的生長。也有研究表明,乳鐵蛋白能與脂質A結合,促使脂質A從革蘭氏陰性菌的細菌壁上剝離出來,從而導致細菌死亡。乳鐵蛋白的N-末端有一段編碼乳鐵素的序列,而乳鐵素是一種具有天然抗菌活性的抗菌肽 [3] 
抗病毒活性
乳鐵蛋白可以幫助機體抵禦多種病毒的感染。由輪狀病毒腸道病毒和腺病毒引起的腸道感染都可以用乳鐵蛋白進行治療,在感染髮生初期,乳鐵蛋白可以抑制腺病毒的複製,阻止病毒吸附於靶細胞上從而防止感染。在研究引起感染性腹瀉諾如病毒時發現,乳鐵蛋白可以減輕細胞毒素的損傷、降低病毒細胞的數量、阻止病毒與細胞的粘附、抑制病毒的複製並增加抗病毒細胞因子的表達,從而殺滅諾如病毒。乳鐵蛋白可以抑制HIV-1逆轉錄酶和剪接酶的活性,阻止HIV病毒感染細胞。除此之外,乳鐵蛋白還可以抵禦HSV-1、HCMV、HCV等病毒對機體的入侵。也有觀點認為,乳鐵蛋白並無直接的抗病毒效果,而是間接地通過免疫系統的抗病毒反應以達到抗病毒的目的 [3] 
抗真菌活性
人乳鐵蛋白和牛乳鐵蛋白以及乳鐵蛋白衍生肽都具有針對人類病原性真菌(特別是白色念珠菌和其他幾種念珠菌)的體外活性。乳鐵蛋白可以同抗細菌一樣,通過改變細胞表面的通透性來殺死白色念珠菌和克魯斯梭菌。乳鐵蛋白可以改變新隱球菌和白色念珠菌的細胞質和線粒體膜的通透性。乳鐵蛋白的抗真菌作用機制是通過與細胞表面相互作用來實現的而不是鐵的剝奪 [4] 
抗癌
近年來,乳鐵蛋白的抗癌作用已經被廣泛報道。給齧齒類動物口服牛乳鐵蛋白,可以抑制由化學法誘導的腫瘤的形成。臨牀試驗證實乳鐵蛋白可以抑制腫瘤的發生和發展。乳鐵蛋白具有調節癌症中細胞因子產生能力。乳鐵蛋白在體外誘導細胞凋亡並阻止腫瘤生長。它也可以在惡性細胞的細胞週期中阻止其從G1到S的轉變。此外,用重組人乳鐵蛋白治療小鼠腫瘤可以抑制腫瘤生長,增加抗癌細胞因子(如IL-18)的水平,並激活NK細胞和CD8+ T淋巴細胞。最近,臨牀試驗證明,牛乳鐵蛋白可抑制結直腸癌,而人乳鐵蛋白可降低結腸癌發生的風險。對於乳腺癌,乳鐵蛋白能夠抑制其腫瘤細胞的生長,向乳腺癌細胞系(MDA-MB-231)的培養基中添加外源性乳鐵蛋白會導致細胞週期停滯在G1/S過渡期。此外,乳鐵蛋白誘導HeLa細胞中Smad-2的生長停滯。儘管研究人員獲得的結果表明,乳鐵蛋白具有明顯的抗腫瘤作用,但其發揮這些作用的機制尚不完全清楚 [4] 
免疫調節和抗炎活性
由於乳鐵蛋白在機體的外分泌液中廣泛分佈,因此可以作為機體的第一道天然免疫屏障參與免疫調節。乳鐵蛋白是重要的炎症反應調控因子之一,是參與調節免疫系統的重要成分,能夠保護機體抵抗微生物的感染,降低由大腸桿菌、傳染性腹瀉的發生率,改善剛斷奶小豬的生長狀況。對免疫系統未發育完善的新生兒而言,富含乳鐵蛋白的初乳可以幫助其激活並調節免疫系統的功能,同時促進自身免疫系統的迅速建立。口服牛乳鐵蛋白增加淋巴結和脾臟中細胞的數量,提高腹腔巨噬細胞和脾臟NK細胞的活性,增強Th1型T細胞IL-12和IFY-γ等細胞因子的產生。乳鐵蛋白通過阻斷細胞凋亡的信號通過,抑制免疫細胞的程序性細胞死亡;還可以通過與抗原層遞細胞的交互作用,調節T淋巴細胞的成熟和分化、Th1/Th2細胞因子的平衡 [3] 
酶活性
乳鐵蛋白可在某些催化反應中充當酶的功能。乳鐵蛋白和核糖核酸酶A之間的某些基序有顯著相似性。乳鐵蛋白具有DNA結合特徵,並可以在特定DNA序列的轉錄激活中發揮作用或作為信號轉導介質。在所有的牛乳蛋白中,乳鐵蛋白具有最高的澱粉酶和ATP酶活性,然而,它們並不是唯一的酶促活性。乳鐵蛋白表現出的各種各樣的活性歸因於其蛋白質特性的變化,乳鐵蛋白具有多種同工型,不同的糖基化程度,不同的三級結構以及低聚程度 [4] 

乳鐵蛋白應用

乳鐵蛋白的廣泛生物學功能決定了其在食品、化妝品、動物生產、醫療等領域中的應用,可作為抗氧化劑、免疫促進劑、補鐵劑、藥物載體等 [5]  ;其中在嬰幼兒配方奶粉中應用尤為廣泛。
食品工業
截至2021年,市場上含有乳鐵蛋白的產品豐富多樣,包括酸奶、脱脂乳、保健食品和發酵乳製品等眾多產品。在 20 世紀末期,日本的乳製品公司就開始生產並銷售含乳鐵蛋白的嬰幼兒配方奶粉,乳鐵蛋白添加到嬰幼兒奶粉中的益處很多,包括促進對鐵的吸收、改善腸道菌羣等作用。在臨牀和動物試驗中已經證實這些含有乳鐵蛋白的產品對健康十分有益。日本、韓國等國家和地區流行在發酵乳製品、嬰幼兒食品、大豆蛋白製品、肉品中添加乳鐵蛋白,補充乳鐵蛋白,增強機體的免疫力,預防機體患病毒性感冒、腸道感染等疾病 [5] 
化妝品
乳鐵蛋白是人體內一種天然物質,具有廣泛的抗菌、抗炎、抑制黑色素和促進膠原蛋白形成等作用,因此可作為有效成分用於化妝品製劑的開發利用。美白化妝品的開發中,原料在加工過程中具有一定穩定性,而乳鐵蛋白具有極高的穩定性,可用作原料進行加工製成美白劑。有研究表明,用乳鐵蛋白在動物皮膚模型上做美白功能的鑑定,乳鐵蛋白可以減少黑色素的形成,並且抑制黑色素的能力和乳鐵蛋白的含量成正比例關係,這表明乳鐵蛋白可以被皮膚吸收,從而起到美白的作用。乳鐵蛋白可以促進人體內成骨細胞的膠原蛋白合成,彌補機體由於年齡因素、環境因素而造成的膠原蛋白的流失,對人體皮膚起到美白的效果。乳鐵蛋白的美白效果顯著,應用化妝品前景廣闊,但是其分子作用機制還有待進一步研究 [5] 
動物生產
乳鐵蛋白添加到母豬的飼料中,母豬可以獲得大量的內源性乳鐵蛋白,可減少仔豬發生缺鐵性貧血的概率,提高仔豬的免疫力,促進仔豬的生長。在仔豬的日糧中加入乳鐵蛋白,能夠改善仔豬腸道微生物菌羣、防止腸道腹瀉、增強仔豬腸道對營養物質的吸收能力。添加乳鐵蛋白的飼料可以防止飼料被氧化分解,同時增強飼料的營養成分。乳鐵蛋白還具有在飼料高温加工過程中較好地保持其生理功能的作用,因此能夠用作綠色飼料添加劑應用於動物的飼養 [5] 
疾病
乳鐵蛋白不僅調節機體鐵代謝,對機體的抗炎和抗氧化也具有重要作用。乳鐵蛋白受體存在於細胞膜表面,分子量在 105 kDa 左右,常見的靶細胞包括黏膜上皮細胞、肝細胞、單核細胞、巨噬細胞、淋巴細胞等,金黃色葡萄球菌和假單胞菌等細菌。乳鐵蛋白與細菌細胞表面受體結合,可激活胞內相關信號通路或通過內吞作用入核,參與機體免疫和抑菌等功能。有研究證實,乳鐵蛋白受體在帕金森病患者腦的神經元和毛細血管內皮細胞表達量大,乳鐵蛋白與其結合抑制朊蛋白的傳播;乳鐵蛋白這種作用提示其對神經退行性疾病防治的潛在應用價值 [5] 
參考資料