2型糖尿病（T2DM）是一种以慢性高血糖为特征的全球性代谢疾病（Van Dieren等人，2010年）。二肽基肽酶-IV（DPP-IV）会失活肠促胰岛素激素胰高血糖素样肽-1（GLP-1）和葡萄糖依赖性胰岛素促泌多肽（GIP），而这两种激素能刺激葡萄糖依赖性的胰岛素分泌（Hansen等人，1999年；Deacon等人，2000年）。因此，DPP-IV抑制剂可以延长肠促胰岛素激素的活性并降低血糖水平，同时减少低血糖的风险（Lacroix等人，2014年）。
合成的DPP-IV抑制剂（如西格列汀）在临床上有效，但由于对副作用的担忧以及对天然替代品的偏好，人们开始关注食品来源的DPP-IV抑制剂肽（Bi等人，2021年；Ambhore等人，2023年）。这些肽通常被认为是安全的，并已从牛奶（Lacroix等人，2014年）、植物（Xu等人，2019年；Mudgil等人，2020年）和动物组织（Huang等人，2014年）中分离出来。
海洋生态系统是新型生物活性肽的丰富来源（Ashaolu等人，2024年），而加工副产品为肽的发现提供了可持续的原料（Jo等人，2024年；Cao等人，2024年）。在Penaeus vannamei的加工过程中，虾头占废弃物的45-48%（Kandra等人，2012年）。虾头富含蛋白质（约14%），且氨基酸组成均衡，使其成为有价值的资源（Martínez-Alvarez等人，2015年）。选择胃蛋白酶进行水解是因为它会在芳香族或疏水性残基的羧基侧进行切割，而这些残基在DPP-IV抑制剂肽的C端较为丰富（Sweeney & Walker，1993年）。先前的研究已经报道了P. vannamei蛋白水解物中的DPP-IV抑制活性（Ketnawa等人，2016年），并且从虾头水解物中鉴定出了特定的肽如YPGE和VPW（Xiang等人，2021年）。
生物活性肽的实际应用需要其在胃肠道中的稳定性，但其口服生物利用度往往有限（Yap等人，2020年）。分化的Caco-2细胞单层模型是一个标准化的平台，用于预测肠道吸收，被认为是该领域的“金标准”（Fey等人，2024年；Michiba等人，2023年）。重要的是，分化的Caco-2细胞在其刷状缘膜上表达的DPP-IV水平与人类肠细胞相当，并且还能分泌GLP-1（Darmoul等人，1992年）。这一共表达特性被用来通过苦味受体信号通路在Caco-2细胞中展示GLP-1的分泌，使得该模型成为一个独特的、生理上一致的平台，可以同时评估肽的降解、DPP-IV的抑制作用以及内源性GLP-1的保护作用（Li等人，2025年；Huang等人，2022年）。该模型已被广泛用于研究来自菜籽（Xu等人，2020年）、牛奶（Lacroix等人，2017年）、青扁豆（Di Stefano等人，2024年）、豌豆蛋白（Zhao等人，2025年）和薏苡仁（Zhang等人，2025年）的DPP-IV抑制剂肽。
在这项研究中，我们的目标是：（1）从胃蛋白酶水解的虾头蛋白中分离并鉴定新型DPP-IV抑制剂肽；（2）表征它们的抑制动力学；（3）评估它们在各种温度、pH值和模拟胃肠道消化条件下的稳定性；（4）使用分化的Caco-2细胞单层模型评估它们的细胞毒性、跨上皮转运能力、DPP-IV抑制作用以及GLP-1的分泌情况。
