『龜鹿二仙膠』活性成分的分離與鑑定
本研究榮獲 第20屆國家新創獎『改善骨質疏鬆與膝關節炎的鹿角胜肽』
人類的骨質密度於30歲開始逐年下降，尤其停經後之婦女或是65歲以上之男性，更面臨罹患骨質疏鬆症之高風險。目前臨床上用於治療骨質疏鬆症之藥物，包含抑鈣素、荷爾蒙療法和雙磷酸鹽藥物、副甲狀腺素等，若骨質流失程度尚未達到骨質疏鬆症之標準時，則無法使用上述藥物。另一方面，退化性關節炎，也常見於中年和老年人，對日常生活上帶來很大的困擾，所以葡萄糖胺或是軟骨素等食品補充劑，在2020年全球市場約為11.7億美金！雖然在市場上熱賣，遺憾的是效果並不明確而有所爭議。中醫師傳統上常用『龜鹿二仙膠』，治療骨質疏鬆、退化性關節炎等疾病。在許多病例報告中，顯示確有治療效果，但是其分子機轉並不清楚。
『龜鹿二仙膠』在製造的過程中，需要經過長時間的高溫熬煮，裡面的蛋白質，會初步碎裂成不同長短的胜肽片段，然後經由口服，在消化道進一步的經酵素分解與吸收。我們自胃蛋白酶切割處理後的『龜鹿二仙膠』樣品中，以HPLC分離出一個可刺激硬骨細胞增生的胜肽片段。經過LC-MS/MS鑑定，其胺基酸序列為TSKYR。理論上，此胜肽會在腸道內，進一步被其他蛋白酶分解為YR、TSK、TSKY等碎片，所以我們合成了以上四個胜肽片段。實驗結果顯示，這些胜肽可以促進硬骨及軟骨細胞的增生、分化與活化。[1]在3D的培養條件下，更可以刺激人類軟骨細胞分泌多醣類與膠原蛋白。[2]當這些源自於『鹿角』的胜肽與鈣離子合併使用時，對於硬骨細胞的增生、分化與活化更具有加乘的效果，其中TSK胜肽片段，更可以增加硬骨細胞結節密度達50倍！[1]由於在生理學上，骨骼與肌肉系統常常放在一起討論，這些胜肽片段也可以刺激肌肉細胞的增生。另外，骨質的生成，是處於一種成骨細胞與破骨細胞間的動態平衡，這些胜肽也可以抑制破骨細胞的分化。[2]
在此中藥複方中，『龜板』富含碳酸鈣，『鹿角』也可提供豐富的鈣離子來源。另外，骨質疏鬆的病患，吃鈣片成效不張，我們可以理解為，是因為對鈣片中的鈣離子生物利用率低。這些胜肽分子，明顯的提高了人體對鈣離子的利用率，另外，也可以提高RUNX2、OCN、FGFR2、FRFR3基因在硬骨細胞的表現，與 aggrecan、 collagen type II基因在軟骨細胞的表現。[1] 另外，在膝關節退化的動物實驗中顯示，實驗組在老鼠的膝關節處注射 TSKYR, TSK, YR三種胜肽，對照組則注射生理食鹽水與玻尿酸，一個月後，實驗組的老鼠在負重與疼痛試驗中，得到大幅改善，但是對照組則否。同時病理組織切片也顯示，相較於對照組，注射胜肽後不僅在膝關節處軟骨細胞數目較多，而且明顯有大量多醣類堆積，這些結果都與 in vitro 的軟骨細胞實驗相吻合。[3]
簡而言之，我們的實驗結果顯示，這系列『鹿角』胜肽可應用於預防或是治療骨骼的相關疾病，具有開發成為保健食品或藥物的潛力，相關動物實驗也正在進行中。未來如果能將取自動物的『龜板』、『鹿角』等傳統中藥材，轉換為成分明確的化學合成分子，也符合佛教團體一向倡導的『護生』與『茹素』的觀念，對於身在慈濟的我們而言，只能說是幸甚！幸甚！
本人著作
1. Ho TJ, Lin JH, Lin SZ, Tsai WT, Wu JR*, Chen HP.* Isolation, identification, and characterization of bioactive peptides in human bone cells from tortoiseshell and deer antler gelatin. (2023) International Journal of Molecular Sciences 24 (2), 1759.
2. Ho TJ, Tsai WT, Wu JR*, Chen HP.* Biological activities of deer antler-derived peptides on human chondrocyte and bone metabolism. (2024) Pharmaceuticals 17 (4), 434.
3. Hung YC, Chen LJ, Wang JH, Ho TJ, Tseng GF*, Chen HP.* The therapeutic potential of intraarticular injection of synthetic deer antler peptides in a rat model of knee osteoarthritis. (2024) International Journal of Molecular Sciences 25 (11), 6041.
『龜鹿二仙膠』在製造的過程中，需要經過長時間的高溫熬煮，裡面的蛋白質，會初步碎裂成不同長短的胜肽片段，然後經由口服，在消化道進一步的經酵素分解與吸收。我們自胃蛋白酶切割處理後的『龜鹿二仙膠』樣品中，以HPLC分離出一個可刺激硬骨細胞增生的胜肽片段。經過LC-MS/MS鑑定，其胺基酸序列為TSKYR。理論上，此胜肽會在腸道內，進一步被其他蛋白酶分解為YR、TSK、TSKY等碎片，所以我們合成了以上四個胜肽片段。實驗結果顯示，這些胜肽可以促進硬骨及軟骨細胞的增生、分化與活化。[1]在3D的培養條件下，更可以刺激人類軟骨細胞分泌多醣類與膠原蛋白。[2]當這些源自於『鹿角』的胜肽與鈣離子合併使用時，對於硬骨細胞的增生、分化與活化更具有加乘的效果，其中TSK胜肽片段，更可以增加硬骨細胞結節密度達50倍！[1]由於在生理學上，骨骼與肌肉系統常常放在一起討論，這些胜肽片段也可以刺激肌肉細胞的增生。另外，骨質的生成，是處於一種成骨細胞與破骨細胞間的動態平衡，這些胜肽也可以抑制破骨細胞的分化。[2]
在此中藥複方中，『龜板』富含碳酸鈣，『鹿角』也可提供豐富的鈣離子來源。另外，骨質疏鬆的病患，吃鈣片成效不張，我們可以理解為，是因為對鈣片中的鈣離子生物利用率低。這些胜肽分子，明顯的提高了人體對鈣離子的利用率，另外，也可以提高RUNX2、OCN、FGFR2、FRFR3基因在硬骨細胞的表現，與 aggrecan、 collagen type II基因在軟骨細胞的表現。[1] 另外，在膝關節退化的動物實驗中顯示，實驗組在老鼠的膝關節處注射 TSKYR, TSK, YR三種胜肽，對照組則注射生理食鹽水與玻尿酸，一個月後，實驗組的老鼠在負重與疼痛試驗中，得到大幅改善，但是對照組則否。同時病理組織切片也顯示，相較於對照組，注射胜肽後不僅在膝關節處軟骨細胞數目較多，而且明顯有大量多醣類堆積，這些結果都與 in vitro 的軟骨細胞實驗相吻合。[3]
簡而言之，我們的實驗結果顯示，這系列『鹿角』胜肽可應用於預防或是治療骨骼的相關疾病，具有開發成為保健食品或藥物的潛力，相關動物實驗也正在進行中。未來如果能將取自動物的『龜板』、『鹿角』等傳統中藥材，轉換為成分明確的化學合成分子，也符合佛教團體一向倡導的『護生』與『茹素』的觀念，對於身在慈濟的我們而言，只能說是幸甚！幸甚！
本人著作
1. Ho TJ, Lin JH, Lin SZ, Tsai WT, Wu JR*, Chen HP.* Isolation, identification, and characterization of bioactive peptides in human bone cells from tortoiseshell and deer antler gelatin. (2023) International Journal of Molecular Sciences 24 (2), 1759.
2. Ho TJ, Tsai WT, Wu JR*, Chen HP.* Biological activities of deer antler-derived peptides on human chondrocyte and bone metabolism. (2024) Pharmaceuticals 17 (4), 434.
3. Hung YC, Chen LJ, Wang JH, Ho TJ, Tseng GF*, Chen HP.* The therapeutic potential of intraarticular injection of synthetic deer antler peptides in a rat model of knee osteoarthritis. (2024) International Journal of Molecular Sciences 25 (11), 6041.
