全 文 :第23卷 第7期
2011年7月
生命科学
Chinese Bulletin of Life Sciences
Vol. 23, No. 7
Jul., 2011
文章编号:1004-0374(2011)07-0662-09
多糖生物活性研究进展
施松善,王顺春*
(上海中医药大学中药研究所,上海 201203)
摘 要:多糖是单糖通过糖苷键连接而成的聚合物,具有广泛的生物活性。结合本实验室多年的实验研究,
综述了近年来国内外多糖类成分在免疫调节、抗肿瘤、心脑血管系统疾病、抗病毒、抗氧化、抗炎、抗辐
射等方面的生物活性研究状况。
关键词:多糖;生物活性;免疫调节;心脑血管系统疾病
中图分类号: Q53; R541 文献标志码:A
Bioactivities of polysaccharides
SHI Song-Shan, WANG Shun-Chun*
(Institute of Chinese Materia Medica, Shanghai University of Traditional Chinese Medicine, Shanghai 201203, China)
Abstract: Polysaccharides are polymers of monosaccharide units joined together by glycosidic bonds. Studies have
shown that polysaccharide exhibit significant biological activities. In this review, the biological activities of immu-
nomodulating, antitumor, cardiovascular system disease, antiviral, antioxidation, anti-inflammatory and radioprotec-
tive of polysaccharides are reviewed.
Key words: polysaccharide; biological activity; immunomodulating; cardiovascular system disease
收稿日期:2011-02-15
*通信作者:E-mail: shunchunwang@126.com
多糖广泛存在于动物、植物和微生物细胞壁中,
是由醛基和酮基通过糖苷键连接而成的高分子聚合
物,也是构成生命的四大基本物质之一。它毒性小、
安全性高、功能广泛,具有非常重要和特殊的生理
活性。某些多糖,如纤维素和几丁质,可构成植物
或动物骨架;淀粉和糖原等多糖可作为生物体储存
能量的物质;有些多糖通过共价键与蛋白质构成蛋
白聚糖发挥多种生物学功能,如作为机体润滑剂、
识别外来组织的细胞、血型物质的基本成分等。自
从 20世纪 50年代发现真菌多糖具有抗癌作用以来,
陆续发现多糖类化合物具有免疫调节、抗肿瘤、降
血糖、降血脂、抗病毒、抗炎症、抗氧化、抗突变、
抗菌、抗衰老等生物活性。本文对近年来国内外有
关多糖研究的文献进行综述,以期从中得到启发。
1 免疫调节作用
人的免疫系统包括器官和血液,免疫系统的紊
乱不仅会产生多种疾病,而且与人体衰老及老年人
多发病有关。多糖对机体的免疫调节作用包括增强
免疫器官、细胞和体液免疫功能,以及促进细胞因
子释放、活化补体等特异性和非特异性免疫功能,
通过多途径、多层面发挥强大的机体整体免疫网络
功能,对免疫系统发挥调节作用。
1.1 增强免疫器官功能
灵芝、鲨鱼软骨、猪苓等多糖能改善骨髓、胸
腺等中枢淋巴器官及脾脏和外周淋巴结等免疫器官
的功能,刺激并促进脾脏和胸腺免疫器官的生长,
显著升高胸腺指数和脾脏指数,有效防止因免疫功
能低下或抗癌药物引起的免疫器官萎缩与功能减
退,显著增加免疫器官抗体分泌细胞及细胞因子数
量,提高机体免疫功能 [1]。
1.2 增强体液免疫功能
生物活性多糖能增加羊红细胞致敏正常小鼠的
溶血空斑数目 (PFC),对小鼠因 60Co照射或使用环
施松善,等:多糖生物活性研究进展第7期 663
磷酰胺所致的相应体液免疫功能抑制 (外周血中溶
血素含量下降 )均有免疫刺激和促进作用,能使受
抑制的 PFC恢复至或接近于正常水平,并能激活 B
细胞转化为具有特异性的 B淋巴母细胞,产生大量
免疫球蛋白,如 IgM等抗体,并进一步激活补体系
统,提高体液免疫功能 [2]。
1.3 增强细胞免疫功能
生物活性多糖能增强二硝基苯致敏的正常小鼠
迟发型过敏反应 (DTH),增加荷瘤小鼠的碳廓清指
数,促进 ConA或 PHA刺激的淋巴细胞增殖反应,
增强正常小鼠淋巴细胞的混合淋巴细胞培养反应
(MLR);明显增强网状内皮系统功能及玫瑰花结形
成细胞 (RFC),升高白细胞减少患者的白细胞数。
还能促进 3H-TdR掺入脾淋巴细胞的 DNA合成,进
而激活并促进了淋巴细胞和胸腺细胞的转化,激活
了 T、B、Tc、K、NK、LAK、CTL、PM、Ф 和
CD8+T等杀伤性免疫细胞以及肿瘤自身产生的侵润
性淋巴细胞 (TIL)的杀伤癌细胞活性。同时还可活
化巨噬细胞,激活单核巨噬细胞吞噬癌细胞功能 [2]。
巨噬细胞是体内非常重要的免疫细胞,在抗感
染免疫和抗肿瘤免疫等方面都起着重要的作用。多
糖有时被称为巨噬细胞活化剂,起激活巨噬细胞以
加强抵御各种感染和抗肿瘤的作用。免疫系统的工
作原则就是识别自我与非我。免疫活性细胞的活化
协同作用中,巨噬细胞 (表面是糖蛋白 )与多糖的
识别可以产生肿瘤细胞坏死因子和干扰素,从而杀
伤肿瘤细胞而对正常细胞无影响。但是,未活化的
巨噬细胞的吞噬杀伤作用有限。因此活化是巨噬细
胞有效参与免疫监视的先决条件。实验表明,海带
多糖、玉米花粉多糖、云芝多糖、黄芪多糖、枸杞
多糖、牛膝多糖和香菇多糖等可激活巨噬细胞,增
强其吞噬作用,能诱导产生 IL-1和 TNF-α等多种
细胞因子 [3-4]。
1.4 促进细胞因子生成
Seo等 [5]通过实验发现,几丁寡糖能激活巨噬
细胞释放 IL-1,引起 T细胞表面 IL-2受体表达,
加速 T细胞成熟并释放 IL-2;IL-2与受体结合后,
进一步加速 T细胞分化为细胞毒性 T细胞而杀伤癌
细胞。生物活性多糖还可上调脾细胞 IL-2、IL-6、
IFN-α和 IFN-γ mRNA的表达,在转录水平上促进
细胞因子的生成,并通过 NF-κB促进 NO和 TNF-α
等细胞因子的生成,增强对癌细胞的抵御能力 [6-7]。
1.5 双向调节免疫功能
黄芪、螺旋藻等多糖可通过免疫抑制和增强免
疫的双向免疫调节作用机制对机体免疫系统产生监
视、自稳和保护作用。当机体免疫应答反应过高,
免疫自稳状态失衡并造成生理功能紊乱时,生物活
性多糖能及时启动免疫系统内部自稳机制,将免疫
系统调整并稳定至正常状态,防止自身免疫性疾病
的产生。而当因临床免疫抑制剂、肿瘤放化疗损伤
和遗传因素所致机体免疫功能低下或丧失时,机体
会产生大量突变细胞。此时,生物活性多糖又可自
动启动免疫监视和保护机制,迅速调整和增强机体
免疫功能,识别并及时清除体内出现的突变细胞,
防止肿瘤等疾病的产生 [2]。
1.6 抗补体与补体激活作用
补体系统是人体的重要免疫防御系统之一,但
过度激活会引起诸如类风湿关节炎、重症非典型肺
炎 (SARS)等许多疾病。至今尚无理想治疗药物,
因此,临床上急需高效低毒的补体抑制剂药物。
早在 1991年 Yamada和 Hirano[8]从中药柴胡
中获得了一个抗补体作用明显的多糖。近来Xu等 [9]
又从柴胡中获得了一个与前者不同的抗补体作用显
著的新的多糖,它对补体经典途径和旁路途径激活
均有较强抑制作用,抗补体作用明显强于肝素,且
无肝素的抗凝血作用,预示了将有良好的应用前景。
Zhu等 [10]从三七中获得的鼠李半乳糖醛酸聚糖能
固化补体,证明具抗补体作用。Olafsdottir等 [11]从
地衣中也分离到了一个具有一定抗补体活性的 β-
葡聚糖。从天然多糖中寻找抗补体活性化合物已成
为人们研究的一个热点。而 Kaca等 [12]则从奇异变
形杆菌 (Proteus mirabilis)中分离得到具有补体激活
作用的脂多糖。
2 抗肿瘤作用
具有抗肿瘤活性的多糖大多是无毒性且具有诸
如诱导细胞分化、刺激造血、抗肿瘤细胞转移 [13]、
抗新生血管生成 [14]和诱导 NO产生 [15]等生物活性。
它们大多不直接作用于肿瘤细胞,而是通过激活机
体的免疫系统起作用,即促进淋巴细胞、巨噬细胞
和自然杀伤细胞的成熟、分化和繁殖 [16],同时活化
网状内皮系统和补体,促进各种细胞因子的生成 [17],
最终抑制肿瘤细胞的生长或导致肿瘤细胞的凋亡。
至今已发现很多具有抗肿瘤作用的多糖,它们大多
是具有不同平面结构及立体结构的 β-葡聚糖及果
胶类多糖和海藻多糖。已在国内外临床上正式应用
的多糖有香菇多糖 [18-19]、灵芝多糖 [20-21]、云芝多糖 [22]
等。
生命科学 第23卷664
2.1 增强免疫力
有些多糖可通过增强免疫力发挥抗肿瘤效应。
Park等 [23]从川黄柏 (Phellodendron chinense SCHNEID)
中提取纯化的一种多糖,试验结果显示具有高抗肿
瘤活性,在 2 mg/100 g浓度下 F-7和 F-8最高肿
瘤抑制率达 96.4%和 98.2%;在 5 mg/100 g浓度下,
抑制率分别是 95.3%和 97.5%;腹膜内注射 10
mg/100 g时,具有 97.3%和 98.7%的抑制率,但是
经口服给药,则没有发现显著的肿瘤抑制。研究显
示该多糖能显著增加造模鼠的 T淋巴细胞,特别是
F-2、F-5、F-7和 F-8能显著修复受损的 T淋巴细
胞活性 [23]而起到抗肿瘤作用。
2.2 抑制肿瘤血管新生
现已证实,实体瘤的生长和转移与新生血管的
形成有密切关系。多糖能通过抑制肿瘤血管形成而
抑制肿瘤 [24],其作用机理可能是通过下调组织因子
表达 [25]或降低组织因子蛋白表达 [26]而抑制新生血
管生成。有些中药或其有效成分有诱生 TNF和 IFN
作用,而 IFN能抑制体外血管内皮细胞的增殖和体
内血管形成,如云芝多糖、香菇多糖和虫草多糖等
均能诱生 TNF;黄芪多糖、当归多糖、党参多糖和
猪苓多糖等皆可诱生 IFN[27]。
2.3 诱导癌细胞分化与凋亡
海藻多糖通过开放细胞膜通道和促进细胞内钙
释放两条途径增加癌细胞内 Ca2+浓度,启动了癌细
胞凋亡机制。如羊栖菜多糖 (SFPS)对 HL-60细胞
系具有增殖抑制和凋亡诱导作用,且 SFPS在体外
能诱导人大肠癌 LoVo细胞凋亡,抑制肿瘤生长。
SFPS还可阻滞 SGC-7901人胃癌细胞从 G0/G1 期进
入 S期,升高细胞凋亡指数;并通过引起肿瘤细胞
内的钙库 Ca2+ 的释放而升高肿瘤细胞内 Ca2+浓度,
从而达到诱导肿瘤细胞凋亡而抗肿瘤的作用 [28]。青
钱柳多糖可以显著抑制人宫颈癌 Hela细胞的生长,
诱使细胞发生凋亡,使细胞在 S期发生阻滞,同时
可引起细胞 p21、bax基因表达量增加,细胞 bcl-2
基因表达量减少 [29]。
2.4 抗突变与恢复细胞间通讯
基因突变是肿瘤发生的前提。叶绿酸 -壳聚糖
复合物能抑制杂环胺或氨甲基邻苯二氮吲哚诱导转
移基因和基因突变动物的致突变和致癌作用,可作
为芳胺类致癌物引起基因毒性的化学预防剂 [30-31]。
灰树花多糖可提高小鼠肝脏中谷胱苷肽转移酶和细
胞色素 P-450酶活性而产生抗突变作用,Ames试
验和小鼠骨髓微核试验均证实了这一点。黑木耳多
糖有增加 3H-Leu掺人小鼠血清蛋白的作用,对环
磷酰胺所致小鼠微核率增加有明显拮抗作用。螺旋
藻多糖能显著提高用 60Co-γ射线照射 NIH雄性小鼠
的骨髓细胞 PCE/NCE比率。用核酸内切酶试验和
放射自显影技术观察到,螺旋藻多糖还能增强辐射
引起 DNA损伤的切除修复活性和程序外 DNA合
成 (UDS),且能延缓以上 2个重要修复反应的饱和。
多糖还可通过改变细胞形态,使癌细胞 DNA缺损
和恢复细胞间通讯来产生抗肿瘤作用 [32]。银耳多糖
能显著抑制癌细胞中 DNA的合成速率,提高其中
AMP(一磷酸腺苷 )的合成速率,从而影响核酸和
蛋白质的代谢,改变肿瘤细胞的特性,使其往正常
方向发展,实现抗肿瘤作用。
2.5 改变细胞膜流动性及细胞膜泵的活性
凡肿瘤的发生,通常伴随着细胞膜泵的活性增
高,致使细胞正常代谢和生理功能发生紊乱失调。
有些多糖能明显抑制肿瘤细胞膜泵的活性,稳定细
胞周围的正常生理环境而抗癌;能降低荷瘤小鼠红
细胞膜的微黏度,使膜的流动性升高,有助于机体
细胞免疫功能的调整和增强,使损伤的跨膜信号传
递链索恢复正常;通过调节血象,抑制红细胞膜上
Na+-K+-ATP酶活性,提高机体的整体抗肿瘤能力 [33]。
2.6 直接作用于肿瘤细胞
目前已发现少数确实具有细胞毒的多糖 [34-35],
即不通过免疫系统介导直接杀死肿瘤细胞。如壳聚
糖能明显削弱艾氏腹水瘤细胞的糖酵解作用,抑制
糖的摄取及 ATP的生成,使癌细胞发生供能障碍而
生长停滞。壳聚糖对 L1210白血病细胞有选择性聚集
作用,对正常细胞则无此作用。壳聚糖可使人结肠
癌 LoVo细胞核碎裂、固缩、染色质边集。其原因
可能是肿瘤细胞表面比正常细胞表面带有更多的负
电荷,而其与带正电荷的壳聚糖结合后直接抑制了
癌细胞的增殖。此外,壳聚糖还能直接抑制血管内
皮细胞生成,减少肿瘤组织血管生成,封闭血管内
皮细胞黏附分子的黏附,从而抑制肿瘤的生长和转
移 [36]。
3 对心脑血管系统疾病的作用
3.1 降血糖作用
多糖是由 l0个以上单糖缩合去水,以糖苷键
形式结合形成的多聚糖。它与单糖、寡糖的性质不
同,不但不会使血糖升高,而且能降低血糖,有望
成为一类新的降血糖药物 [37]。研究表明植物多糖能
够通过促进胰岛素的分泌、影响糖代谢酶的活性、
施松善,等:多糖生物活性研究进展第7期 665
促使外周组织摄取葡萄糖以及抑制糖异生等途径改
善糖代谢紊乱和胰岛素抵抗等实现降血糖作用。如
黄芪多糖在时间和剂量依赖性条件下,可显著降低
血糖水平,提高血浆胰岛素浓度,降低 β细胞凋亡
率和辅助性 T淋巴细胞因子 Thl/Th2的比例,促进
脾脏中过氧化物酶体增生物激活受体 -γ(PPAR-γ)基
因的表达,说明黄芪多糖具有降血糖活性,但它并
不能完全治愈 1型糖尿病 [38]。虫草多糖虽然不会增
加机体中胰岛素的分泌,但它能显著提高肝脏中葡
糖激酶、己糖激酶和 6-磷酸葡萄糖脱氢酶的活性,
降低血浆甘油三酯及胆固醇的水平 [39]。红豆多糖和
金耳子实体多糖则可以加速葡萄糖代谢起到降糖作
用 [40-41]。
目前发现具有降血糖作用的多糖还有很多,如
从植物羽叶白头树中获得的多糖 [42],从沙篙籽中获
得的多糖 [43]以及多种仙人掌多糖 [44]等。
3.2 降血脂作用
Hu等 [45]发现从金顶侧耳菇发酵液中提取的水
溶性多糖可明显降低链脲霉素诱导的糖尿病大鼠空
腹血糖、血清总胆固醇 (Tch)和甘油三酯 (TG)的浓
度,并可降低糖尿病大鼠胰岛损伤。Gong等 [46]也
发现马齿苋粗多糖可显著降低糖尿病小鼠的空腹血
糖浓度、血清 Tch和 TG的浓度,并可显著提高高
密度脂蛋白 -C(HDL-C)和血浆胰岛素水平,说明这
些多糖具有降糖降脂作用。南瓜多糖可明显降低
糖尿病模型小鼠血清中的 TG、Tch和低密度脂蛋
白 (LDL)及 HDL1/Tch。血清中 TG、Tch和 LDL 是
动脉粥样硬化的促进因子,并与 HDL1/Tch比值呈
负相关。LDL升高是心肌梗塞的危险因子。HDL
则能将外周血中的胆固醇带回肝脏代谢生成胆汁
酸。南瓜多糖组成中含有多个糖醛酸,有较多的带
负电荷的酸性基团,故推测南瓜多糖可能具有类似
磷脂的作用,加强载脂蛋白与脂类结合,清除胆固
醇。此外,在生理 pH下带负电荷的南瓜多糖,可
能具有肝素样作用,与 LPL结合,并将其从动脉壁
上释放到血液,促进对乳糜粒、VLDL的降解 [47-48]。
3.3 抗凝血和抗血栓作用
血液凝固过程主要包括 3个阶段:凝血酶原激
活物的形成;凝血酶原激活变成凝血酶;纤维蛋白
原转化为凝胶状的纤维蛋白。凝血酶原的激活通过
内源性和外源性两种途径来完成,内源性凝血开始
于Ⅻ因子的激活,只需血浆中的凝血因子参加。外
源性凝血则开始于组织因子和Ⅶ因子的相互作用,
除有血浆因子参与外,还需有存在于组织中的组织
因子,并且可绕过内源性途径的许多步反应。血栓
则是由血小板、凝血因子等在心血管腔内凝固形成
的凝块,它和血管壁损伤、血液黏度增加以及血液
流速减慢等有关。
众所周知,肝素是应用最广泛的抗凝药,但是
临床应用发现肝素具有用药过量易引起血小板减少
以及自发性出血等不良反应,而低相对分子质量肝
素则具有与肝素相似的抗凝活性,却没有相应的不
良反应,引起了较多的关注,如最近 Chakrabarti等 [49]
发现一个新的低相对分子质量的肝素M118,研究
发现M118有较好的抗凝及抗血栓形成作用,可以
有效地预防激光光化学诱导的动脉血栓形成。研究
发现,具有抗凝血活性的多糖大多数是来自于海洋
藻类 [50-51]或其发酵产物 [52-53]的硫酸化多糖以及蛋
白聚糖 [54]、壳聚糖 [55]等,此类多糖大都具有硫酸
基等阴离子。
另外,有研究发现纳米粒子结构的半乳甘露聚
糖和海藻酸比其溶液有更好的抗凝血作用 [56]。
3.4 抗心肌缺血作用
徐德生等 [57-58]从麦冬中分离获得一个新的果
聚糖,经动物试验表明能明显增加小鼠耐缺氧能力,
增加小鼠心肌营养血流量,显著增加心脏冠脉流量。
口服及腹腔注射均能对抗异丙肾上腺素引起的心肌
细胞坏死。首次发现了麦冬多糖有较好的抗心肌缺
血作用,展示了该多糖可作为治疗心血管疾病的先
导物进行进一步研究的价值。
4 抗病毒作用
自从 1958年 Gerber等从石花菜中提取得到具
有抗流感病毒 B和腮腺炎病毒作用的卡拉胶类多糖
以来,到目前为止已发现多种具有抗病毒作用的多
糖,如具有抗 HIV病毒作用的卡拉胶类多糖 [59-60]、
具有抗疱疹病毒的硫酸化半乳聚糖 [61-62]和抗流感病
毒作用的念珠藻多糖 [63]等。
一般认为,多糖抗病毒机制主要是对病毒复制
的早期阶段进行抑制,即抑制病毒向细胞表面的吸
附和侵入宿主细胞;其次,多糖还可作用于病毒在
细胞内的复制期和病毒成熟及释放期。
研究发现具有抗病毒作用的多糖其化学结构中
多数含有硫酸根,硫酸根的存在与否及多寡直接影
响抗病毒活性。实验证明,硫酸盐阴离子对硫酸化
多糖抑制 HIV是必需的离子结构,如香菇多糖抗肿
瘤作用显著,抗 HIV作用很小,但硫酸化香菇多糖
却具有显著抗 HIV作用。同样马尾藻多糖具抗肿瘤
生命科学 第23卷666
作用,其硫酸化后具明显的抗疱疹病毒作用 [64]。诸
如肝素等许多来自生物以及人工合成的硫酸化的多
阴离子聚合物可以抑制多种哺乳动物病毒的复制,
但是这一作用只有在感染的早期才起作用,这也暗
示了这些带负电荷的大分子是通过与病毒或细胞表
面的正电荷相互作用而发挥它们对病毒的抑制作
用,并因此防止病毒侵入宿主细胞的。相反,
Gonzalez等则发现卡拉胶对病毒附着和侵入宿主细
胞并没有抑制效果,而是抑制病毒蛋白在细胞内的
合成。其他一些硫酸化的海藻多糖则选择性的抑制
病毒逆转录酶活性和复制 [65-66]。
理解海藻多糖抗病毒活性的机理对于把它们开
发成临床应用的抗病毒药物是非常重要的。很长时
间以来,虽然有许多海藻多糖被发现是很好的抗病
毒剂,但是它们并没有被开发成为临床应用的药物,
这可能有以下几种原因:(1)多糖是复杂的分子,
具有很大的相对分子质量,因此它们未必能够通过
人体内的各种屏障,甚至是未必能通过细胞膜;(2)
人体内没有可以用来降解这些复杂的大分子的酶,
它们可能会在体内积累起来并产生细胞毒效果;(3)
它们的作用机理还没有阐明,就其作用模式而言文
献中有许多互相矛盾的观点。基于以上原因,大的
医药公司非常犹豫是否支持源于多糖的潜在的抗病
毒剂的开发研究。
5 抗氧化、抗自由基损伤、抗衰老作用
Hong等 [67]以 4组昆明系小鼠模型研究甘草多
糖的抗氧化活性,结果表明高脂饮食组小鼠血清抗
氧化酶活性显著降低,与之相比,甘草多糖处理组
小鼠的免疫和抗氧化酶活性显著提高,说明甘草多
糖具有抗氧化活性且可显著增强氧化应激反应。
Chen等 [68]从赤灵芝中分离得到灵芝多糖并应用卵
巢癌小鼠模型研究其对血清抗氧化酶活性的影响,
结果显示,灵芝多糖处理组小鼠的丙二醛 (MDA)
含量显著降低,血清抗氧化酶活性显著提高,表明
灵芝多糖具有显著抗氧化活性,可以用于卵巢癌的
治疗。
透明质酸也能显著降低小鼠组织与线粒体内丙
二醛含量,并能促进红细胞、肝脏、大脑等组织中
SOD和谷胱甘肽过氧化物酶等抗氧化酶的活性,减
轻肝脂质过氧化程度,改善线粒体膜流动性,清除
脂肪酸 β-氧化障碍而产生抗氧化作用 [69]。
而壳聚糖和硫酸酯多糖等能在内皮细胞表面形
成一层糖屏障,保护膜结构的完整性,防止氧阴离
子自由基的攻击;可与羟基自由基 ( · OH)形成有
关的金属离子相结合,抑制 · OH的产生;并能清
除细胞内过多的自由基,减轻活性自由基对免疫系
统的损伤或保护 DNA、蛋白质、脂类等生物大分
子免受自由基的直接攻击而抗癌。鲨鱼软骨酸性多
糖能保护质粒 DNA 不产生由 SnC12引起的单链断
裂,使 SnCl2处理的 pUC 9.1质粒转入大肠杆菌 (E.
coli) ABI157感受态细胞的转化率恢复至正常水平,
有效保护了 DNA免受自由基引起的损伤,阻止自
由基连锁反应的启动和蔓延,终止了自由基反应过
程,防止发生癌变 [70]。
Li等 [71]采用从虫草深层发酵产物中提取的多
糖进行果蝇抗衰老试验,不同来源的虫草多糖对果
蝇寿命均有不同程度的延长作用。来源于地顶孢霉
AT01的胞内、胞外多糖效果最好,并且延寿的效
果随纯度的增大而提高。
6 抗炎、抗菌作用
自从发现寡糖特别是果聚寡糖具有抗炎作用
后,人们又发现多糖也具抗炎作用 [72-73]。这些多糖
能选择性地黏附病原体,阻断微生物病原体对靶细
胞的吸附 [74-75],从而具消炎和抗感染作用。如 20
世纪发现的某些细菌产生的具有正负离子的两性多
糖对脓肿有明显的防治作用 [76],它的作用机制主要
是通过MHCII的途径激活 T细胞而发挥作用。最
近报道将甘氨酸连接到人参多糖 (果胶类多糖 )的
羟基上后也能激活 T细胞而具显著的抗脓肿作用。
高度脱乙酰基的几丁寡糖具有较强的抗金黄色葡萄
球菌作用,可以用来预防和治疗牛乳腺炎 [77]。
至今已有一些寡糖及多糖作为口服和外用消炎
药正在临床试验中。如从牵牛花中获得的多乙酰寡
糖,它具有明显的杀灭金黄色葡萄球菌的作用 [78]。
人们预言糖类将作为第二代抗炎药物而受到青睐。
7 抗辐射作用
Kim等 [79]对人参多糖预处理的小鼠骨髓细胞
进行 γ射线照射后发现,与对照组相比,人参多糖
处理组的骨髓细胞内的 IL-12、主要组织相容性复
合体 II(MHCⅡ类分子 )和 CD4+T淋巴细胞的含量
显著提高,骨髓细胞含量高并且可以成功分化为树
突状细胞进行抗原递呈以参与免疫应答,表明人参
多糖可保护和修复受辐射损伤的细胞,具有较好的
抗辐射活性。Sun等 [80]在研究当归多糖的辐射保护
作用时发现,与对照组相比,当归多糖预处理组小
施松善,等:多糖生物活性研究进展第7期 667
鼠的外周淋巴细胞的死亡率显著降低,表明当归多
糖能保护淋巴细胞免受辐射的损伤,可用于急性
辐射的防护。Mao等 [81]从礁膜属绿藻 Monostroma
angicava中分离得到一个以鼠李糖为主的硫酸杂多
糖,该多糖能促进 BALB/c小鼠受 X-射线照射后
的白细胞生成和造血功能。
Chen和 Yang[82]从黑大豆中获得一个具有抗辐
射作用的多糖,经动物试验表明该多糖能刺激造血
干细胞,促进粒白细胞 -巨噬细胞集落和脊髓中造
血细胞的产生。
8 其他作用
淫羊藿多糖有抵抗治疗 AIDS病药物叠氮胸苷
(AZT)的毒副作用的效果,其可使 AZT造成的外周
血白细胞数目、骨髓造血干细胞和粒单系祖细胞数
量、脾淋巴细胞增殖和产生 IL-2的能力降低等毒副
作用部分或全部消失 [83]。
方积年和丁侃 [84]从夹竹桃花中获得了一个防
治神经细胞退化有显著作用的多糖,该多糖对肾上
腺髓质中变异的类神经细胞 (PC12)具有明显促进
DNA合成、显著缓解 ERK的磷酸化作用、活化
MAP激酶通道等作用,证明该多糖具有类似于神
经生长因子的作用,能显著减少由于血清剥夺和 β-
淀粉样肽引发的神经凋亡 [85],有望成为防治诸如老
年痴呆症等神经功能紊乱疾病的药物。2005年 Sun
等 [86]报道了从海洋真菌中获得的一个对受双氧水
损伤的 PC12 神经细胞具有保护作用的多糖。
Chicoine和 Bahr[87]也报道了从冬虫夏草中获得的一
个对神经细胞 PC12有保护作用的多糖,以及最近
报道了相对分子质量为 50 000的硫酸化右旋糖酐,
它能刺激脑内神经元 AMPA受体 -MAPK区椎修复
因子的增加,对神经细胞也具保护作用。
Vlcková等 [88]从假丝酵母中得到具有抗突变和
抗染色体断裂的葡萄甘露聚糖。
9 结语
文献研究表明多糖对生物机体有多种作用,而
这些功能的发挥大多与多糖的免疫调节作用有关,
这也证明了多糖是一种广泛的免疫调节剂。比如大
多数多糖的抗肿瘤活性是通过激活机体的免疫系统
而起作用,并不是直接杀死肿瘤细胞。另外,多糖
具有的生物功能与其结构有着密切的关联,如硫酸
化多糖一般会具有抗病毒、抗凝血等活性,而中性
多糖一般活性则较少,这可提示我们:一般的多糖
分离纯化得到均一多糖非常困难,获得大量的多糖
纯品去进行广泛的活性筛选似乎很不现实,而根据
从少量多糖获得的结构信息推测其可能具有何种活
性,然后再进行有目的的筛查则比较可行;此外还
可以根据多糖粗品的生物活性推测其可能含有哪种
类型的均一多糖,对多糖的结构鉴定也有指导作用,
显然要做到这一点还需要更广泛的文献研究和实验
研究。
[参 考 文 献]
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