灰树花活性多糖药理研究综述
2012-01-23杨海耿传信周学锋
杨海耿传信周学锋
(1青岛市中心医院药剂科,山东 青岛 266042;2青岛市肿瘤医院药剂科)
灰树花活性多糖药理研究综述
杨海1耿传信2周学锋1
(1青岛市中心医院药剂科,山东 青岛 266042;2青岛市肿瘤医院药剂科)
灰树花是一种名贵的食用、药用真菌,具有增强机体免疫、抗肿瘤、调血脂及保肝等多种生物活性,本文就近年来灰树花多糖的药理研究进展进行了综述。
灰树花;多糖;药理学研究
真菌多糖作为多糖研究领域中的一个重要分支,以其独特的生物活性而引起人们越来越多的关注。灰树花(Grifola frondosa)是亚热带至温带森林中的一种大型药、食兼用珍稀真菌。灰树花隶属担子菌亚门,层菌纲,无隔担子菌亚纲,非褶菌目,多孔菌科,树花菌属,又名贝叶多孔菌、栗子蘑、莲花菌,日本俗名舞蘑。其口味鲜美,具有独特的芳香气味,且营养丰富。
1 灰树花活性多糖组成
灰树花中含有丰富的生物活性物质,其中灰树花多糖就是最主要的一类活性成分,结构多为带有 β-1,6侧链的 β-1,3-葡聚糖,还有少量α-1,4、α-1,6葡聚糖。构型不同的葡聚糖其活性也不一样。目前认为,抗癌活性主要来自β-葡聚糖。通过13C-NMR分析灰树花子实体中β-1,3-D-葡聚糖的结构,发现其在固体状态下表现为两种构象,即天然型和螺旋型,在子实体中为天然型,且这两种构象均有抗癌活性。在热水或碱提取过程中,糖肽键可能断裂,分子量或结构改变,因而影响其生物活性。自20世纪80年代始,国内外学者对其进行了大量研究,从灰树花子实体和菌丝体中提取了几十种活性多糖,其中包括D-组分、MD-组分、X-组分、Grifolan、MT-2和 LELFD等具有显著生理活性的组分[1-4]。其中Nanba分别从灰树花菌丝体及子实体中均分离到了灰树花多糖D-组分,是一种经热水提取的酸不溶组分,结合有一定量的蛋白,分子量约为100万道尔顿。其含有 β-1,6-Glc主 链 , 大 量 β-1,3-Glc支 链 及β-1,3-Glc主链,β-1,6-Glc为分支的复杂 β-葡聚糖,它们长短程度不均一。MD-组分在D-组分的基础上进一步纯化得到,且具有比D-组分更强的抗肿瘤及免疫增强作用[5]。
2 灰树花活性多糖药理作用
2.1 抗肿瘤活性
近年来灰树花活性多糖对于恶性肿瘤的治疗已经有广泛研究,动物实验已经证实灰树花活性提取物能够刺激机体免疫系统,提高机体抗肿瘤能力[6-8]。动物及人体内实验均证实灰树花多糖通过多种抗肿瘤机制抑制肿瘤生长[9]。1项动物实验表明灰树花多糖D-组分不仅能够抑制已经生成的肿瘤组织,而且对血运肿瘤细胞同样有抑制作用[10]。Nanba等[11]通过 1项人体试验,给予 165名晚期恶性肿瘤患者单独口服灰树花多糖D-组分粗粉或联合化疗,实验证实,多糖组分对肺癌、乳腺癌、肝癌有效,对胃癌、骨癌疗效差。杜景卫[12]等研究灰树花多糖对小鼠S180肉瘤生长的抑制作用,实验给予灰树花多糖组150 mg/kg·d与环磷酰胺组30 mg/kg·d,比较发现两者抑瘤率分别是47.92%,41.55%,多糖组荷瘤小鼠脾脏指数、胸腺指数明显高于环磷酰胺组。灰树花多糖抗肿瘤作用可能是与该多糖能促进荷瘤小鼠大量分泌肿瘤坏死因子-α有关。刘安等[13]采用随机分组方法,临床研究观察发现灰树花多糖具有直接、迅速改善晚期恶性肿瘤患者临床症状和体征的作用。
2.2 免疫调节
一般认为真菌多糖调节机体免疫主要通过激活宿主免疫系统,依靠机体自身的免疫力提高来发挥作用。李海花等[14]研究发现给予小鼠灰树花多糖120和180 mg/kg剂量下,可明显增强小鼠吞噬细胞的吞噬功能,增强体液的免疫能力,并能提高小鼠免疫器官的重量。一项研究表明灰树花多糖能增加小鼠免疫器官脾脏的重量,增加小鼠腹腔巨噬细胞数量和吞噬功能,提高机体免疫力[15]。张立霞等[16]通过腹腔注射不同浓度的灰树花多糖,观察其对甲醛中毒小鼠淋巴细胞的干预作用,结果发现给予灰树花50、100 mg/kg剂量组的小鼠使用10天后,淋巴细胞数目及凋亡率与对照组相比明显升高,对甲醛中毒的小鼠淋巴细胞有保护作用。Spelman[17]、Yang[18]等通过动物实验及体内实验均表明灰树花子实体能够改变免疫系统,提高机体免疫力。一组倾向性研究已经证实D-组分能够激活细胞免疫,降低 B细胞的活性[19]。在目前灰树花多糖动物实验研究较多,并且显示了较好的多种生物活性,相对人体试验数据较少。
2.3 降血糖作用
多项动物实验表明[20-22],口服灰树花多糖能够迅速降低体内血糖。Konno等[23]通过1项人体实验同样证实灰树花多糖能够降低体内血糖,但对降血糖的程度缺乏足够证据。Manohar等[24]对水溶性的灰树花提取物X-组分降血糖机制进行研究发现,X-组分能够提高机体对胰岛素的敏感性,从而起到降血糖作用。周伟等[25]研究发现灰树花多糖对正常小鼠的空腹血糖和体重均无明显影响,对四氧嘧啶诱导的糖尿病小鼠具有降低空腹血糖及提高糖耐量的作用,但是大剂量组(750 mg/kg)反而降糖作用不明显。马迅等[26]从灰树花子实体中分离纯化得到1种α-葡聚糖,并证明这种多糖可以有效降低KKAy小鼠体内血糖含量,能够较长期地控制小鼠血糖水平。葛健康等[27]采用水提醇沉法得到的灰树花子实体多糖具有较好的降血糖作用。
2.4 保肝作用
在目前已研究灰树花多糖保肝治疗主要涉及到活性多糖X-组分。曹小红等[28]研究发现灰树花胞外多糖对四氯化碳致小鼠肝损伤能显著减轻肝组织病理变化程度,对小鼠急性肝损伤具有保护作用。王玉卓等[29]研究发现灰树花多糖对四氯化碳诱导的肝L-02细胞损伤有明显的保护作用,其机制可能是与清除自由基、抑制肝细胞内钙离子浓度的升高以及减少细胞凋亡等有关。李小定等[30]通过检测小鼠肝匀浆丙二醛含量、肝线粒体丙二醛含量等发现灰树花多糖具有明显抑制羟基自由基作用,可明显降低羟基自由基所致丙二醛的产生,抑制小鼠肝线粒体的肿胀。
2.5 其他活性研究
袁德云等[31-32]从灰树花发酵液提取的胞内多糖纯化物在给予高血脂小鼠模型40、20、10 mg/kg时,具有较显著的调节血脂作用。有研究报道[33]小鼠持续口服灰树花子实体8~10周,能够降低血压。近年来对灰树花降血压的研究较少。一种新型的抗病毒蛋白已经从D-组分中分离纯化,并且证实D-组分对乙肝病毒具有抑制作用[34]。汪维云[35]通过给予小鼠不同剂量灰树花多糖研究对射线照射的保护作用,发现受辐射的小鼠在200 mg/kg·d剂量以上,可以提高小鼠平均存活时间,增加骨髓的DNA含量,具有很好的辐射保护作用。Kodama等[36]通过研究证明抗菌药物联合D-组分使用能够减少抗菌药物的用量。
2.6 毒性、安全性
灰树花是一种食用菌,安全无毒,从其中提取纯化的活性多糖毒副反应低,安全性较高。王宝琴[37]等对灰树花菌株 GF-932发酵菌丝体提取的葡聚糖的食用安全性、急性毒性进行研究及评价,结果发现该多糖为无毒物质,对小鼠无遗传毒性作用,对生长发育无不良影响。王宝琴[38]等另一项研究证明灰树花β-葡聚糖对小鼠无致突变作用,对雄性小鼠的生殖细胞无毒性作用。在1项随机试验中,28名受试者服用灰树花多糖无明显的身体不适及不良反应[39],证明其具有较高的安全性。目前对灰树花多糖的生物活性研究主要集中在动物实验及体外实验,临床试验目前研究较少。对于该多糖的抗肿瘤、免疫调节及控制血糖等证据仅作为C级临床证据[40]应用。
3 展望
大量的研究已经证实灰树花活性多糖抗肿瘤、免疫调节作用,并对其抗肿瘤的机制进行了系统的研究。但是,目前对于人体内的研究还缺乏详细资料,这也限制了临床应用。多糖类活性产物的结构特点一定程度上影响了构效关系的研究。随着灰树花活性多糖的分离纯化、药理作用及机制的研究进一步展开,灰树花多糖将作为一种高效的生物活性物质在食品医药领域中得到广泛的应用。
[1] Jones K.Maitake:a potent medicinal food[J].Alt Comp Ther.1998,4(6):420-429.
[2] Mizuno T,Zhuang C.Maitake,Grifola frondosa:pharmacologicaleffects[J].FoodRevInt,1995,11(1):135-149.
[3] Chang R.Functional properties of edible mushrooms[J]. Nutr Rev,1996,54(11 Pt 2):S91-93.
[4] Borchers AT,Stern JS,Hackman RM,et al.Mushrooms,tumors,and immunity[J].Proc Soc Exp Biol Med,1999,221(4):281-293.
[5] Hidhifs I,Nanba H,Kuroda H.Antitumor activity exhibited by orally administered extract from fruit body of Grifola frondosa(maitake)[J].Chem Pharm Bull,1988,36(5):1819-1827.
[6] 李小定,荣建华,吴谋成,等.灰树花多糖的抗肿瘤活性及对免疫功能的影响[J].中药材,2003,26(1):31-32.
[7] Konno S.Potential growth inhibitory effect of maitake D-fraction on canine cancer cells[J].Vet Ther,2004,5(4):263-271.
[8] Lin H,Chueng SW,Nesin M,et al.Enhancement of umbilical cord blood cell hematopoiesis by maitake beta-glucan is mediated by granulocyte colony-stimulating factor production[J].Clin Vaccine Immunol,2007,14(1):21-27.
[9] Wu MJ,Cheng TL,Cheng SY,et al.Immunomodulatory properties of Grifola frondosa in submerged culture[J]. Agric Food Chem,2006,54(8):2906-2914.
[10] Matsui K,Kodama N,Nanba H.Effects of maitake(grifola frondosa)D-fraction on the carcinoma angiogenesisn[J].Cancer Lett,2001,172(2):193-198.
[11] Kodama N,Komuta K,Nanba H.Can maitake MD-fraction aid cancer patients?[J].Altern Med Rev,2002,7(3):236-239.
[12] 杜景卫,夏作理,李清初,等.灰树花多糖抗S180肉瘤的实验研究[J].泰山医学院学报,2005,126(12):95-98.
[13] 刘安,臧立华,孙庆济.灰树花多糖抗肿瘤作用的临床观察[J].山东轻工业学院学报,2008,22(2):43-45.
[14] 李海花.灰树花多糖的免疫作用实验研究[J].中华中医药学刊,2007,25(3):365-366.
[15] 孙震,陈石良,谷文英,等.灰树花多糖体内抗肿瘤作用的实验研究[J].药物生物技术,2001,8(5):279-283.
[16] 张立霞,邵一叶,高永,等.灰树花多糖对甲醛中毒小鼠淋巴细胞的干预作用[J].安徽农业科学,2010,38(3):1254-1255.
[17] Spelman K,Burns J,Nichols D,et al.Modulation of cytokine expression by traditional medicines:a review of herbal immunomodulators[J].Altern Med Rev,2006,11(1):128-150.
[18] Yang BK,Gu YA,Jeong YT,et al.Chemical characteristics and immuno-modulating activities ofexobiopolymers produced by grifola frondosa during submerged fermentation process[J].Int J Biol Macromol,2007,41(3):227-233.
[19] Ohno N,Egawa Y,Hashimoto T,et al.Effect of beta-glucans on the nitric oxide synthesis by peritoneal macrophage in mice[J].Biol Pharm Bull,1996,19(4):608-612.
[20] Horio H,Ohtsuru M.Maitake(grifola frondosa)improve glucose tolerance of experimental diabetic rats[J]. Nutr Sci Vitaminol,2001,47(1):57-63.
[21] Hong L,Xun M,Wutong W.Anti-diabetic effect of an alpha-glucan from fruit body of maitake (grifola frondosa)on KK-Ay mice[J].Pharm Pharmacol 2007,59(4):575-582.
[22] Preuss HG,Echard B,Bagchi D,et al.Enhanced insulin-hypoglycemic activity in rats consuming a specific glycoprotein extracted from maitake mushroom[J].Mol Cell Biochem,2007,306(1-2):105-113.
[23] Konno S,Tortorelis DG,Fullerton SA,et al.A possible hypoglycaemic effect of maitake mushroom on type 2 diabetic patients[J].Diabet Med,2001,18(12):1010.
[24] Manohar V,Talpur NA,Echard BW,et al.Effects of a water-soluble extract of maitake mushroom on circulating glucose/insulin concentrations in KK mice[J].Diabetes Obes Metab,2002,4(1):43-48.
[25] 周伟,奚清丽,石根勇.灰树花多糖对糖尿病小鼠的降血糖作用[J].2009,20(4):17-20.
[26] 马迅,雷红,李谦,等.灰树花子实体多糖的分子组成与降血糖作用[J].药物生物技术,2007,14(5):328-333.
[27] 葛健康,张佰鹏,吴梧桐,等.灰树花子实体多糖提取物对2型糖尿病小鼠的治疗作用[J].西北药学杂志,2008,23(9):372-374.
[28] 曹小红,朱慧,王春玲,等.灰树花胞外多糖对四氯化碳致小鼠肝损伤的保护作用[J].天然产物研究与开发,2010,22(5):777-780
[29] 王玉卓,谢珊珊,孙涛,等.灰树花多糖对四氯化碳肝L-02细胞损伤的保护作用[J].山东大学学报(医学版),2010,48(8):32-38.
[30] 李小定,荣建华,吴谋成.灰树花多糖PGF-1体外对羟基自由基的抑制作用[J].食品科学,2003,24(7):126-130
[31] 袁德云,章克昌.灰树花发酵液及其胞内纯化物的降血酯作用[J].中国药学杂志,2003,38(7):507-508.
[32] Fukushima M,Ohashi T,Fujiwara Y,et al.Cholesterol-lowering effects of maitake (grifola frondosa)fiber,shiitake(lentinus edodes)fiber,and enoditake(flammulina velutipes)fiber in rats[J].Exp Biol Med(Maywood),2001,226(8):758-765.
[33] Kabir Y,Kimura S,Dietary mushrooms reduce blood pressure in spontaneously hypertensive rats[J].Nutr Sci Vitaminol,1989,35(1):91-94.
[34] Gu CQ,Li J,Chao FH.Inhibition of hepatitis B virus by D-fraction from Grifola frondosa:synergistic effect of combination with interferon-alpha in HepG2.2.15[J]. Antivial Res,2006,72(2):162-165.
[35] 汪维云.灰树花多糖的抗辐射作用研究[J].安徽农业大学学报,2003,30(2):210-212.
[36] Kodama N,Yamada M,Nanba H.Addition of maitake D-fraction reduces the effective dosage of vancomycin for the treatment of listeria-infected mice[J].Jpn J Pharmacol,2001,87(4):327-332.
[37] 王宝琴,徐泽平,杨传伦.灰树花菌丝体β-葡聚糖的毒理学实验[J].食品科学,2010,31(17):368-372.
[38] 王宝琴,张彬彬,徐泽平,等.灰树花β-葡聚糖的遗传毒性试验[J].毒理学杂志,2008,22(5):407-408.
[39] Glauco S,Jano F,Paolo G,et al.Safety of maitake D-fraction in healthy patients:assessment of common hematologic parameters[J].Altern Compl Ther,2004,10(4):228-230.
[40] Ulbricht C,Weissner W,et al.Maitake mushroom(Grifola frondosa):systematic review by the natural standard reseach collaboration[J].J Soc Integr Oncol,2009,7(2):66-72.
Review on the Pharmacological Study of Active Polysaccharide of Grifola Frondosa
Yang Hai1,Geng Chuanxin2,Zhou Xuefeng1(1 Pharmacy Deptartment of Qingdao Central Hospital,Shandong Qingdao 266042,China;2 Pharmacy Deptartment of Qingdao Tumor Hospital)
Grifola frondosa,regarded as a rare edible and medicinal fungus,has various biological activities including anticancer effects,enhancing immunity of human body,adjusting blood lipid and antihypertension.The polysaccharide purified from Grifola frondosa was the main effective component.In this paper,the recent pharmacological study on the active polysaccharide of Grifola frondosa was reviewed.
Grifola Frondosa;Polysaccharide;Pharmacological Study
10.3969/j.issn.1672-5433.2012.03.008
2011-11-28)
杨海,男,硕士。研究方向:药物制剂研究。E-mail:qdzx08@163.com