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硒多糖的研究与应用进展



全 文 :·附6· 中草焉 ChineseTraditionalandHerbalDrugs第37卷第7期2006年7月
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硒多糖的研究与应用进展
李晓坤,闰吉昌’,崔晓莹,翟玉娟,石金娥,闫福成
(东北师范大学化学学院,吉林长春130024)
硒是生命必需的微量元素[I],是谷胱甘肽过氧化物酶的
主要活性成分,它可以直接或间接地清除体内氧自由基,可
抑制脂氧化或过氧化,并能引起过氧化物的广泛分解或还
原。某些癌症、肿瘤、心血管疾病、克山病、大骨节病和艾滋病
等[2“1都与体内缺硒有关。
但是,硒不能由生物体自主合成,只能通过外吸收获得。
硒在自然界中的存在形式分为无机硒与有机硒2种。与无机
硒相比,有机硒因其具有更高的生物活性和更低的毒性而易
被生物体吸收利用。有机硒包括硒多糖、硒蛋白、硒核酸等。
其中硒多糖又称硒酸酯多糖、硒化卡拉胶(Kappa—Se),是硒
与活性多糖键合的化合物。硒多糖能发挥微量元素硒和多糖
的双重功能,并且活性高于硒与多糖。目前国外多研究有机
硒药物的合成及在生物体内的作用和代谢机制,但对硒多糖
的研究较少。而我国的中药中,大多数都含有多糖甚至硒多
糖,因此研究和应用较多。近年来,硒多糖在抗氧化、抗肿瘤、
免疫调节、抗衰老等发面发挥越来越多的作用。
1焉多糖的来源与结构
硒多糖一般存在于高等植物、微生物中。硒作为硒多糖
的特征性部分[5],在硒多糖中的存在形式可能有一SeH和
R。seo:R。2种,其中后者同时含有硒氧单键和硒氧双键。硒
多糖在天然植物或微生物中量甚少。在高硒地区的富硒植物
中,所含硒多糖中硒也仅有百分之一。但利用一定的富硒手
段如人工协迫富硒栽培、富硒酵母培养等可以使硒多糖增
加。Lisk等[6]经过实验证实,市售大蒜的含硒量小于0.05
flg/g,而通过人工富硒培养可达到0.1~1.355mg/g。
不仅硒多糖在植物和微生物中量较少,同时与硒键合的
多糖结构复杂,这都给硒多糖的提取和纯化以及结构分析带
来一定的困难。借助于凝胶色谱和薄层色谱等可进行分离纯
化,借助于紫外、红外和核磁共振等波谱可对硒多糖进行结构
验证。已经有很多研究者进行天然硒多糖的提取、分离和利用
生物或化学手段进行人工合成的研究,并取得一定的成果。
1.1 天然硒多糖的提取:尚德静等口3对灵芝菌丝深层富硒
培养后,利用DEAE—cellulose柱色谱纯化出6种硒多糖,并
对其中的1种SeGLP一1进行了结构分析。经SephadexG—
100、聚丙烯酰胺凝胶电泳和紫外光谱分析鉴定,SeGLP一1为
均一组分;经红外光谱分析,确定SeGLP一1是由a一糖苷键连
接的吡喃多糖。同时,测得SeGLP一1中含硒的量为1.642
mg/g;并利用红外光谱、核磁共振、激光拉曼光谱等推断,
seGLP。中se活性中心的可能为O=Se—O,即se取代了灵
芝多糖GLP。中甲氧基结构上的甲基,从而形成了硒氧双键
结构。
杨铭等利用G25一G200葡萄糖凝胶色谱柱进行滤过,从
湖北高硒地区恩施产的富硒大蒜中提取分离出相对分子质
量为I.5×104的大蒜硒多糖,经高效液相色谱法及纸色谱
检验,其组成化学成分均一,为甘露聚糖与硒的化合物。药现
实验表明,大蒜硒多糖具有清除活性氧自由基的能力,对
Sio。引起的细胞损伤有保护作用,对细胞特异性病变抑制
显示出较好的结果,对人巨细胞病毒形成空斑的抑制率为
38.60A。能阻止高分子蛋白质的形成,在预防紫外照射对晶
状体的氧化拐伤有重要的保护作用。
1.2人工合成:在保留了硫酸酯多糖的基本构型的情况下,
利用硒取代部分硫制备了硒化角叉菜胶。动物实验表明,硒
化角叉菜胶的生物利用性与生理增益效应均优于亚硒酸钠。
刘建林等[93对硒化一一角叉菜胶进行元素分析、红外光谱、拉
收疆日期:2005—09—02
作者筒介:李晓坤(1977一),女,硕士研究生,分析化学专业,主要从事硒多糖的合成研究。E—mail:lixk011@nenu.edu.ca
*通讯作者囝吉昌
万方数据
中草菊 ChineseTraditionalandHerbalDrugs第37卷第7期2006年7月·附7.
曼光谱及一维、二维核磁共振氢谱和碳谱等方法确定卡拉胶
为硒酸酯吡喃半乳糖。
龚晓钟[1们从黄芪根中提取相对分子质量约为12300的
黄芪多糖,将其与氧、氯化硒反应制得含硒量达14.294rag/
g的硒化黄芪多糖,经紫外光谱、红外光谱、核磁区振碳谱等
验证其结构可能为五元环的亚硒酸酯。
还从湖北恩施箬叶中提取了含硒多糖,并用箬叶多糖与
硒化合物反应人工合成了箬叶硒多糖。上述提取和人工合成
的硒多糖通过动物实验研究表明,两者均具有直接清除活性
氧自由基的能力并能有效地提高血液中的硒和GPx的活
性,具有明显的免疫增强效应。
2硒多糖生理活性与应用
活性氧自由基对重要生物分子起损害作用,甚至造成
DNA链断裂或变异。而硒则对因脂质过氧化产生的自由基
具有清除作用。硒多糖兼具硒与多糖的双重功效,在临床或
动物实验中已经有较多的应用,下面仅对硒多糖在免疫调
节、抗肿瘤、抗氧化以及拮抗重金属等方面的应用进行综述。
2.1免疫调节功能:随着肿瘤免疫和肿瘤生物治疗研究的
不断深入,人们逐渐认识到宿主的免疫功能明显影响肿瘤的
生长,并影响到肿瘤患者的治疗和预后。硒具有生物反应调
节剂的作用,可增强机体免疫活性细胞的特异性杀伤活性。
徐兵河等n妇为了研究硒酸酯多糖的促进免疫作用以及
对化、放疗的影响,组织了全国多中心随机分组双盲临床试
验,发现硒酸酯多糖能显著提高恢复期肿瘤患者T4细胞数
量及T4/T8比值。对化、放疗患者,还表现出降低过高的T8
细胞数量的作用,IgG、IgA水平亦显著上升,巨噬细胞吞噬
率显著增大。这些结果表明,硒酸酯多糖能明显提高化、放疗
及恢复期患者的免疫功能,特别是细胞免疫功能。
赵美英等[123为证明香菇硒多糖(Se—LEN)对大鼠免疫
调节及促进T细胞亚群增殖的作用,通过建立免疫缺陷模
型,经Se—LEN干预,采用流式细胞术观察T细胞亚群等的
变化。结果表明,Se—LEN对淋巴细胞等的增殖有明显的促
进作用,脾指数、胸腺指数明显增加。认为Se—LEN具有增强
细胞免疫调节功能。
胡群宝等口明研究了螺旋藻中的硒多糖(SePS)对肿瘤细胞
抑制和对小鼠免疫功能的影响。发现SePS对肿瘤细胞的抑制
率大于相同剂量的多糖,对靶细胞的杀伤率达到33.2%。
李莉莉等[1妇通过对98例癌症病人服用硒酸脂多糖治
疗前后的效果对照表明,癌症病人的红细胞C3b受体花环
率、红细胞Ic花环率、自然肿瘤红细胞花环率、协同肿瘤红
细胞花环率、直向肿瘤红细胞花环率均有显著性差异,红细
胞调节因子促进率、红细胞调节因子抑制率、促进肿瘤红细
胞花环率相差显著,提出硒酸酯多糖有增强肿瘤患者红细胞
免疫黏附肿瘤的能力。
2.2抗肿瘤作用:硒多糖经人或动物吸收和代谢后[1”,能
提高免疫能力和抗氧化能力,通过提高氧化酶活性发挥清除
自由基的功能,使脂质过氧化损伤降低,从而减轻活性氧自
由基对免疫系统的损伤,抵抗癌细胞。虽然硒多糖不能对所
有的肿瘤有明显作用,但对肝癌、肺癌、乳腺癌、前列腺癌等
的疗效已经被实验所证实。
Clerk随机选取1312例正常人,以20pg/d的剂量持续
供给4-5年后发现,补硒能降低肺癌、前列腺癌等的发病率
和死亡率近50%。Clement[163在接种乳腺癌细胞的小鼠实验
中发现,富硒大蒜(大蒜硒多糖为主要成发)抑制乳腺癌细胞
增殖率为66%以上,效果为富硒酵母的2倍。何更生等n71认
为硒多糖抑制乳腺癌细胞增殖的机制可能与硒多糖对表皮
生长因子受体和癌基的表达水平的调节有关。刘珊林等C1s]
在人肝癌细胞株培养液中,加入一定浓度的硒多糖,发现其
能抑制肝癌细胞增殖,并促使细胞凋亡。认为可能与其能增
强抗氧化活性、阻遏自由基对癌细胞增殖的介导及促进N0
释放增加有关。吴兴等[1钉通过MT法检测细胞活力,荧光显
微镜、扫描电镜观察凋亡细胞形态,流式细胞仪分析凋亡峰
及细胞周期等,研究硒多糖对骨肉瘤细胞的诱导凋亡作用。
根据作用的时间与浓度同细胞生长曲线成正相关的结果得
出结论,硒酸酯多糖可在体外诱导人骨肉瘤细胞凋亡。
2.3抗氧化、清除自由基作用:芮立新等[2们将硒多糖作用
于60例肿瘤病人,观察其对肿瘤患者体内过氧化脂质
(LPo)及谷胱甘肽过氧化物酶(GSH—Px)活性的影响,发现
肿瘤病人摄入适量(400/zg/d)的硒酸酯多糖可增加体内
GSH—Px活性,减轻化疗药物对正常细胞的过氧化损伤。认
为硒酸醣多糖作为化疗辅助药物能降低化疗药物对肿瘤患
者机体的损害。
张宏莲[21]通过测定小鼠心、肝、脾、肾的全血脂质过氧
化物水平、谷胱甘肽过氧化物酶及超氧化物歧化酶的活性,
观察了云芝硒多糖对机体各组织及全血抗氧化能力的影响。
结果表明,云芝硒多糖能提高机体各组织的谷胱甘肽过氧化
物酶和超氧化物歧化酶活性,降低脂质过氧化物的量,提示
云芝硒多糖能有效的提高机体抗氧化能力,为其防止或减轻
脂质过氧化损伤提供了实验依据。
2.4对铅、汞、砷等重金属的拮抗作用:硒多糖对重金属的
拮抗作用主要体现在降低铅、汞、砷等在生物体内的毒性。
Das等心21通过实验证明了硒可以促进汞在体内的重新分配,
即从肾、神经系统等高敏感器官转移到肌肉组织等低敏感器
官。张百岩等[23]研究木耳硒多糖对大鼠体内铅、汞的拮抗作
用。试验表明,硒多糖可增加各组织中的硒量,降低各组织的
汞和铅,且效果好于亚硒酸钠。程继忠等[2妇采用体内、外实
验方法研究了硒多糖和亚硒酸钠拮抗亚砷酸钠毒性作用机
制,认为硒多糖通过增强GSH—Px的活性,清除有害的过氧
化代谢产物,阻断脂质过氧化链反应,明显拮抗亚砷酸钠对
浅粒体丙酮酸脱氢酶、琥珀酸脱氢酶活性的抑制,且作用强
于亚硒酸钠。
2.5 硒多糖与其他药物的协同作用:以硒与维生素E(VE)
的研究较多。硒作为谷胱甘肽过氧化物酶的组成成分,位于细
胞浆内,可有效防止自由基的产生;而VE是体内最有效的脂
溶性抗氧化剂,保护细胞膜免受过氧化物的损害。有关VE和
硒在营养学上的相互关系是许多学者研究的重要课题。
万方数据
·附8· 中草喃 ChineseTraditionalandHerbalDrugs第37卷第7期2006年7月
Schwarz等在1957年就已经证实了硒与VE的协同作用。
张亚非等[25]观察了VE和硒化黄芪多糖对小鼠S。。。肉
瘤的抑瘤作用和抗氧化指标的影响,以及两者之间的相互作
用。证实同时或分别给予硒化黄芪多糖和VE均有提高全血
GSH—Px活性的功能,而同时给予的抑瘤率更加显著。
3硒多糖的毒性
硒作为必需微量元素,其生理功能之一是作为体内自由
基的清除剂并防止体内氧化损伤。但在不同条件下,硒化物
既能清除自由基,又能产生自由基,视其在研究体系内的浓
度而定。在较低浓度下,可能以清除自由基为主要倾向,表现
出有益的生理反应;而在较高浓度下,则以产生自由基(活性
氧)为主,导致毒性作用。硒多糖与无机硒相比,毒性大大降
低,但目前还未有硒多糖毒性的定量研究报道,仅有不良反
{蓝比无机硒大大降低的描述。
4展望
在人们遭受越来越多的疾病威胁的今天,寻找和开发无
污染、低毒副作用、安全有效的药物越来越为科研工作者所
重视。硒多糖作为一种安全有效的免疫反应调节剂,具有毒
性小,生物利用度高,药理作用明确等特点[9],已经用于食品
添加剂和作为临床药物用于恢复期肿瘤病人或在化疗时辅
助应用。多糖广泛存在于中草药中,资源极其丰富。许多中药
多糖本身就是广谱的非特异性免疫促进剂,并且对人体正常
细胞无不良效应。而硒与多糖的结合,优化了各自的功效,使
其抗肿瘤、免疫调节等作用更加显著。但是,硒在多糖性的植
物或微生物中的量不一,即使是富含硒的植物与微生物中,
合成硒多糖的量也极少,目前国内发现或人工合成的硒多糖
仅有海藻硒多糖、大蒜硒多糖、黄芪硒多糖、灵芝硒多糖、云
芝硒多糖等。因此,对硒多糖资源的开发和利用具有广阔的
空间,具有一定的现实意义和重要前景。但是多糖的结构复
杂,对硒多糖化学结构的确定以及体内作用机制尚不完全清
楚,还有待于进一步的研究。
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硒多糖的研究与应用进展
作者: 李晓坤, 闫吉昌, 崔晓莹, 翟玉娟, 石金娥, 闫福成
作者单位: 东北师范大学化学学院,吉林,长春,130024
刊名: 中草药
英文刊名: CHINESE TRADITIONAL AND HERBAL DRUGS
年,卷(期): 2006,37(7)
被引用次数: 4次

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2.高玉杰.吕海涛 浒苔硒多糖的制备及其活性研究[期刊论文]-化学与生物工程 2012(5)
3.于绍帅.东方.陈明苍.季宇彬 硒多糖的化学与药理研究进展[期刊论文]-中国医药指南 2011(33)
4.李显春.胡远芳 硒多糖的研究进展[期刊论文]-湖北民族学院学报(自然科学版) 2008(4)


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