植物多糖抗肿瘤与降血糖作用研究进展＊

史天洁，范媛媛，左绍远，王 钰

随着多糖研究的不断深入，人们逐渐发现不同来源的植物多具有抗肿瘤、免疫调节、抗氧化、降血糖、抗病毒等多种生物学活性与药理学作用［1］。其中抗肿瘤、降血糖等活性已引起医药界的高度重视，该文就国内外近几年对不同植物多糖的抗肿瘤、降血糖作用进行综述，以期为植物多糖生物学活性的深入研究、探索多糖类新药物资源的开发应用提供参考。

1 抗肿瘤作用

抗肿瘤作用是多糖的重要生物学活性之一。目前研究表明，多糖抗肿瘤作用主要通过两方面的机制而实现。多糖可通过诱导肿瘤细胞分化或凋亡、影响癌基因、抑癌基因的表达等发挥直接抗肿瘤作用，还可通过调节宿主免疫功能而间接抑制或杀灭肿瘤细胞［2，3］。

1.1对肿瘤细胞的直接抑制作用

1.1.1 直接抑制肿瘤细胞的生长 体外抗肿瘤实验表明，蛹虫草水溶性多糖（CMPs-4和CMPs-80）具有抗肿瘤活性。用冷水（4℃）提取的多糖具有其潜在的抗肿瘤特性，且CMPs-4对人食管癌Eca-109细胞的抑制作用比CMPs-80诱导细胞凋亡更强［4］。体外抗肿瘤活性研究表明，板党多糖对MCF－7细胞的抑制率呈现浓度依赖性，体内抗肿瘤活性研究表明，板党多糖可以剂量依赖性地抑制S180瘤株的生长。综合考察得出，板党多糖能够直接抑制肿瘤细胞活性［5］。

1.1.2 抗肿瘤细胞的增殖作用 在肺A549和结肠SW480肿瘤细胞系体外检测中发现，不同玫瑰果多糖含量的提取物均具有抗增殖活性［6］。通过调节鼻咽癌细胞Bax/Bcl-2比值和caspases的表达，建立了鼻咽癌移植模型，结果表明黄芪多糖（APS）增强了顺铂的抗增殖和凋亡作用［7］。 Li等［8］从蔷薇蜂花粉中提取并分离出多糖组分，人类结肠癌细胞HT-29和HCT116分别用多糖组分处理，结果表明，各组分对HT-29和HCT116细胞以剂量依赖性的方式具有明显的抗增殖活性，说明了蜂花粉多糖的体外抗肿瘤作用。

1.1.3 干扰细胞周期 肿瘤细胞的细胞周期可被植物多糖干扰而抑制肿瘤细胞生长。Li等［9］研究了红花粉多糖（SPS）对人肺癌的抗肿瘤作用及其潜在机制，NSCLC中A549和YTMLC-90用SPS处理，结果表明，SPS通过降低cdc25B和细胞周期蛋白B1的表达诱导G2/M期细胞周期停滞。Chu等［10］探讨马尾松花粉中硫酸多糖 （SPPM60）对人肝癌HepG2细胞G2/M期细胞的抑制作用及其机制。结果表明，SPPM60引起HepG2细胞G2/M期的阻滞，其机制与CDK1和CyclinB下调、p53和p21表达上调有关。

1.1.4 诱导肿瘤细胞凋亡 使用鼻咽低分化鳞状细胞癌细胞系CNE2和HONE1进行研究观察了海带多糖（LJP）在体外和体内对人鼻咽癌细胞（NPC）的生物学活性，并探讨了可能的抗癌机制。结果表明：LJP可有效抑制NPC细胞的生长，通过诱导NPC细胞的凋亡来实现［11］。松乳菇多糖可抑制人喉癌 Hep－2细胞中的 PI3K－AKT信号转导通路和MAPK 信号转导通路，从而诱导细胞凋亡［12］。云芝多糖可以通过下调Fas和Bcl－2基因诱导细胞凋亡，抑制肿瘤细胞的增殖［13］。

1.2多糖的免疫调节作用

1.2.1 对细胞因子及淋巴细胞的影响 灵芝多糖可显著提高荷瘤小鼠血清中IL－2、TNF－α的水平，激活NK细胞，活化的NK细胞可以释放IFN－γ、TNF－α、IL－2等细胞因子，调节巨噬细胞的作用，增强抗肿瘤效果［14］。H22肝癌小鼠灌胃给予红花蜂花粉多糖组分I（PBPC I），可明显升高荷瘤小鼠血清IL-1α、IL-2、TNF-α、IFN-γ 水平， 降低血清 IL-6、VEGF水平。提示PBPC I通过调节H22荷瘤相关细胞因子水平而发挥抗肿瘤作用［15］。

一种新型冷水抽提的可溶性黄芪多糖（cAMPs-1A），作用于荷瘤小鼠后，较高剂量cAMPs-1A显著增加了外周血中CD4+T细胞数量，可以得出cAMPs-1A增强H22荷瘤小鼠细胞的免疫功能［16］。研究表明，丹参多糖（SMP）通过 MAPK和 NF-κB信号通路对T淋巴细胞起特异性调节作用，SMP剂量依赖性地促进癌症患者的T淋巴细胞的增殖，并显著改善T淋巴细胞对癌细胞的细胞毒性［17］。山慈菇多糖能够促进淋巴细胞的增殖，从而提高小鼠CD4+、CD8+T细胞的数量，也提高了血清中TNF-α、IL-2、IFN-γ等细胞因子的水平，进一步增强小鼠抵抗肿瘤的能力［18］。 Xiang 等［19］旨在研究 PSG-1对纯化T淋巴细胞的免疫调节活性，结果显示：PSG-1促进T淋巴细胞增殖并增加IL-2，IFN-γ和IL-12的产生。

1.2.2 对巨噬细胞的影响 不同浓度的松针多糖作用于正常和经LPS刺激的小鼠腹腔巨噬细胞，得出松针多糖具有增强小鼠腹腔巨噬细胞代谢活力和吞噬的能力，且呈剂量依赖性［20］。黄芪多糖在体外对MCF-7细胞的生长无明显抑制作用，但它仍然可以作为引发剂，促进TNF-α和NO的生成，其机制可能是通过靶向细胞膜受体激活巨噬细胞释放NO［21］。矢车菊中主要多糖成分SSP-W1和SSPS1对巨噬细胞RAW264.7具有促进增殖的作用，且具有剂量依赖性。另外多糖刺激巨噬细胞产生NO、TNF-α、IL-1、IL-6、IL-12、IL-10 等，从而诱导肿瘤细胞生长和凋亡［22］。从C.paliurus的叶子中提取的多糖（CP），再经修饰后对RAW264.7巨噬细胞有潜在免疫调节活性，乙酰化多糖Ac-CP能显著刺激巨噬细胞增殖，其吞噬活性得到增强，表明乙酰化多糖在免疫治疗佐剂方面的潜在应用［23］。

2 降血糖活性

研究发现植物多糖在降血糖活性方面有独特的功效，植物多糖的降血糖作用为：（1）促进胰岛素分泌，保护胰岛β细胞；（2）抑制胰岛素抵抗，改善胰岛素敏感性；（3）调节免疫系统，抗氧化；（4）改善糖脂代谢，调节葡萄糖的吸收和利用［24］。

2.1促进胰岛素分泌来保护胰岛β细胞山药多糖［25］对四氧嘧啶诱导的糖尿病大鼠的作用比二甲双胍降糖作用显著，同时一定程度上改善四氧嘧啶造成的胰腺组织损伤和保护胰岛细胞免受伤害。小麦多糖通过细胞膜K+－ATP通道而产生闭合去极化，通过电压依赖性Ca2+通道使钙内流增强，刺激胰岛素的产生以及胰岛素分泌［26］。

2.2抑制胰岛素抵抗及改善胰岛素敏感性南瓜多糖［27］不仅可以增加胰岛素抵抗脂肪细胞的葡萄糖摄取率，改善胰岛素抵抗，还可以提高PPARγ基因在胰岛素抵抗细胞中的表达，从而有助于增加胰岛素敏感性，进一步降低血糖。在一定程度上通过建立胰岛素抵抗HepG2和3T3-L1细胞来研究EFSP-1的降糖作用，结果表明：EFSP-1可以通过上调glut4激活IR细胞中的PI3K/Akt信号通路表达来增加葡萄糖的消耗。因此，EFSP-1可能是一种潜在的功能性食品来改善糖尿病治疗的胰岛素抵抗［28］。Li等［29］采用高糖、高脂肪酸处理的 HepG2 细胞和高脂饮食诱导的肥胖小鼠，研究从蔷薇中分离得到玫瑰果胶蜂花粉多糖（RBPP-P）对胰岛素功能和脂质代谢的影响，结果表明：蜂花粉多糖通过AMPK/mtor介导的信号通路促进自噬，增强了HepG2细胞对胰岛素的敏感性，胰岛素抵抗和葡糖糖耐受不良。

2.3调节免疫系统以及抗氧化在一定程度上，黄参多糖能够增强胰岛β细胞清除自由基的能力，提高β细胞抗氧化能力，从而增强β细胞的细胞活性提高细胞存活率，增加受损胰岛β细胞的胰岛素分泌量［30］。 蛹虫草胞外多糖能降低 IFN－γ、IL－4 水平以及 IFN－γ/IL－4 比值，增加 IL－6水平，从而导致TNF－α/IL－6比值降低，这一免疫学机制可能是通过提高脾脏巨噬细胞IL－6的水平诱导Th细胞向Th2细胞的分化，从而抑制糖尿病的发病进程［31］。

2.4改善糖代谢调节葡萄糖的吸收和利用研究发现，百合多糖对Ⅰ型糖尿病大鼠的降血糖作用机制之一可能是百合多糖直接或间接地提高了己糖激酶、琥珀酸脱氢酶的活性，促进周围组织对葡萄糖摄取和利用，抑制肝糖异生及糖原分解，减少肝糖输出，使血糖下降［32］。黄芪多糖的降糖作用可能是通过 AMP－AMPK－AS160通路，激活 AMPK，增强AS160的磷酸化，刺激L6骨骼肌细胞的葡萄糖摄取［33］。上述三种天然植物多糖抑制α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶活性能够有效地降低餐后的高血糖，进而达到降低血糖的效果，减少糖尿病并发症的发生［34］。

综上所述，不同来源的植物多糖可通过多种作用机制而发挥抗肿瘤、降血糖的作用。多糖为天然产物，与化学合成药物相比，具有不良反应小且安全的特点，可长期使用。我国植物多糖资源丰富，尤其是来源于中草药的植物多糖具有较大的开发潜力，新的活性多糖已不断地被分离提取出，因此，植物多糖作为一种潜在的药物、功能性食品资源，具有良好的开发应用前景。但植物多糖的结构较复杂，而其结构是发挥生物学活性与药理学作用的基础。因此，今后对多糖的结构、构效关系等方面尚需深入的研究。