茯苓多糖的提取、结构及药理作用研究进展
2021-09-28王悦田双双刘晓谦张永欣闫利华王智民
王悦 田双双 刘晓谦 张永欣 闫利华 王智民
摘要 茯苓是我国传统药食两用中药材,具有利水渗湿、健脾、宁心的功效。茯苓多糖是其主要活性成分之一,具有抗肿瘤、抗炎、保肝、调节机体免疫力等药理作用,广泛应用于食品、医药及保健品等领域。本文对茯苓多糖的提取、分离纯化、降解、结构表征、结构修饰及其药理作用进行总结,为茯苓多糖的进一步研究和开发利用提供参考。
关键词 茯苓;多糖;提取分离;降解;结构分析;结构修饰;药理作用
Research Progress on Extraction,Structures and Pharmacological Activities of Poria Cocos Polysaccharides
WANG Yue1,2,TIAN Shuangshuang2,LIU Xiaoqian2,ZHANG Yongxin2,YAN Lihua2,WANG Zhimin2
(1 Tianjin University of Traditional Chinese Medicine,Tianjin 301617,China; 2 National Engineering Laboratory for Quality Control Technology of Chinese Materia Medica, Institute of Chinese Materia Medica,China Academy of Chinese Medical Sciences,Beijing 100700,China)
Abstract Poria cocos is a traditional Chinese medicinal material for food and medicine,with the effects of promoting diuresis,eliminating dampness,enhancing spleen and calming heart.Polysaccharides are one of its main active components of poria cocos,which have a variety of pharmacological activities,such as anti-tumor,anti-inflammatory,liver protection,and regulating body immunity.Therefore,poria cocos polysaccharides have been widely used in food,medicine,health products and other fields.This paper summarizes the extraction,separation,purification,degradation,structural characterization,structural modification and pharmacological effects of Poria cocos polysaccharides,and offers references to the further research,development and utilization of Poria cocos polysaccharides.
Keywords Poria cocos(Schw.) Wolf; Polysaccharides; Extraction and separation; Degradation; Structural characterization; Structural modification; Pharmacological effects
中圖分类号:R282;R284;R285文献标识码:Adoi:10.3969/j.issn.1673-7202.2021.17.006
茯苓是多孔菌科茯苓属真菌茯苓Poria cocos(Schw.) Wolf的干燥菌核,作为药物始载于《神农本草经》,被列为上品,具有利水渗湿、健脾、宁心的功效,用于水肿尿少,痰饮眩悸,脾虚食少,便溏泄泻等[1]。多糖为茯苓的主要化学成分之一,根据提取方式的不同,茯苓多糖可分为水溶性多糖和碱溶性多糖,其中水溶性多糖的含量为0.7%~2.6%[2],碱溶性多糖的含量高达70%~90%[3-4]。茯苓多糖的生物活性与其结构特征密切相关,由于茯苓碱溶性多糖不易溶于水,在临床水煎使用时无法充分提取,造成极大的浪费。近年来,随着学科交叉以及新的分析仪器和分析方法的发展,茯苓多糖的分离纯化及其衍生物的药理活性等相关研究,吸引了众多国内外科研工作者的兴趣。本文查阅、分析了有关茯苓的文献报道,对茯苓多糖的提取、分离纯化、降解、结构表征、结构修饰及药理活性进行归纳总结,为茯苓多糖的进一步研究及其相关产品的开发应用提供参考。
1 茯苓多糖的提取
茯苓多糖主要来源于茯苓的子实体、菌丝以及发酵液中,不同部位的多糖含量不同,根据提取部位的不同可将其分为胞外多糖和胞内多糖,经液体发酵得到的多糖称为胞外多糖,子实体和菌丝体中的多糖称为胞内多糖[5]。
1.1 胞外多糖的提取 廖彦[6]采用单因素考察优化摇瓶发酵条件,最优发酵条件为:碳源为葡萄糖,氮源为酵母浸粉,金属离子为MnSO4、CuSO4、MgSO4、FeSO4、ZnSO4,辅助因子为2-硫代巴比妥,初始pH值为5.0,以上述最优条件为基础放大研究,发酵至第11天时,多糖产量为1.58 g/L。李羿等[7]通过比较不同种类初始培养基的发酵罐补料液体发酵,考察出最适初始培养基以及最佳发酵时间,实验结果显示最佳条件为:采用复合药性培养基发酵124 h,在此条件下胞外多糖产量为8.47 g/L。
1.2 胞内多糖的提取
1.2.1 传统水提取法 由于多糖极性大且多数易溶于水,一般可采用水提法对其进行提取,该法具有成本低,操作简单的优点。何丽芳等[8]对茯苓药材粒径及搅拌方式进行了考察,以粗多糖得率、相对分子质量及单糖组成作为考察指标,运用单因素考察得出:提取温度应小于70 ℃,料液比应在1∶7.5~1∶15(g/mL)之间,提取时间2 h,提取2次,药材过20目筛,搅拌更有利于多糖的提取,此时粗多糖得率为0.285%。实验发现提取温度、次数以及搅拌方式对茯苓多糖的提取有较明显的影响。方毅等[9]通过单因素考察以及L9(34)正交试验优化提取工艺,得出茯苓水溶性多糖的最优提取条件为:药材粉碎过60目筛、料液比1∶10(g/mL),提取时间100 min,提取1次,平均提取率为0.339%。韩勇和宋金玉[10]采用单因素考察及响应面法优化茯苓菌丝体多糖的提取:料液比1∶20(g/mL),pH值为7.1,提取温度66 ℃,提取时间31 min,在上述条件下多糖的提取率为3.36%。传统水提取法耗时久且提取率低,并且长时间的高温加热提取可能会破坏多糖的结构,该方法现已逐渐被其他提取方法所取代。
1.2.2 超聲辅助提取法 超声提取是利用超声波高频振荡产生的空化效应破坏植物细胞的细胞壁,从而加快多糖的溶出,提高提取率。Chen等[11]运用正交矩阵设计(Orthogonal Array Design,OAD)比较超声提取与传统水提取的总多糖提取率,发现超声提取可以显著缩短提取时间;最佳提取工艺为提取时间75 min,药材粒度70目,提取温度90 ℃,在此条件下,提取率为1.38%。叶丹等[12]用超声辅助法提取茯苓皮总多糖,通过单因素实验和正交试验得出最佳提取条件为:料液比1∶25(g/mL),温度45 ℃,超声功率100 W,超声时间10 min,在此条件下茯苓皮多糖提取率为3.373%。刘颖等[13]采用正交试验设计超声辅助热水提取法,得出茯苓多糖提取最佳条件为超声时间30 min,液料比1∶50(g/mL),提取温度100 ℃,提取时间4 h,经验证多糖得率均值为5.30%。
1.2.3 酶辅助提取法 酶辅助热水浸提法可以有效缩短提取时间并提高提取率。酶提法是使用相应的酶破坏植物细胞壁,使胞内多糖充分溶出。该法提取条件温和,不易破坏多糖结构。陈莉和郁建平[14]将茯苓粉碎加水浸泡30 min,加入植物复合酶(纤维素酶、中性蛋白酶、果胶酶等)在48 ℃、pH值为5.0条件下浸提90 min,中和后升温至80 ℃提取90 min,结果表明该提取法可以缩短近一半的浸提时间,多糖提取率是热水浸提法的2.32倍。肖云[15]通过单因素考察及正交试验得出复合酶结合超声辅助的最佳提取条件为:木瓜蛋白酶1.0%,果胶酶1.5%,纤维素酶1.5%;超声波功率360 W,料液比1∶50(g/mL),温度50 ℃,提取时间50 min,在该方法下多糖提取率为3.72%。
1.2.4 微波提取法 微波提取法是根据细胞中不同物质在微波场中吸收微波能力的不同,细胞内分子被选择性加热升温,从而破坏细胞膜及细胞壁,提高多糖的溶出率。该方法具有显著缩短提取时间,节能环保的特点。叶振梅[16]采用单因素及响应面法设计实验优化最佳提取工艺条件:微波功率471.3 W,提取时间8.5 min,醇沉时乙醇浓度82.3%,液料比1∶19.9(g/mL),优化条件下多糖提取率为2.96%。
1.2.5 超临界流体萃取法 超临界流体萃取法是利用温度和压力的改变对流体在临界点溶解能力的影响,从而将物质进行提取、分离纯化,具有操作简便、产物安全无污染、提取速度快、提取率高等优点。段丽丽等[17]采用单因素及响应面法设计实验确定最佳提取工艺条件:萃取温度50 ℃,萃取压力21.78 MPa,夹带剂乙醇浓度83.19%,在此条件下,多糖萃取量为3.104%。该方法提取所得多糖无色素及脂类物质,仅有少量蛋白存在,纯度较高。
1.2.6 碱水提取法 上述提取方法均采用水或者乙醇为溶剂,茯苓多糖的得率在0.285%~5.30%。茯苓多糖中碱溶性多糖占80%以上,运用碱提法提取茯苓多糖可得到较高提取率。李晓洁等[18]采用单因素和响应面试验,得到最佳提取条件为:料液比1∶50(g/mL),NaOH浓度0.6 mol/L,碱提时间1 h,茯苓酸性多糖的提取率可以达到78.5%。Wang等[19]利用响应面法设计超声辅助碱提取实验,得出最佳提取条件为超声辅助提取2.44 min,NaOH浓度0.789 mol/L,料液比1∶53,在此条件下多糖得率为82.3%。使用碱提法要注意:强碱和高温条件下都会破坏多糖的结构,可能会导致多糖糖苷键断裂从而降低提取率。
2 茯苓多糖的分离纯化
2.1 多糖提取液除杂 经过上述方法所提取得到的茯苓粗多糖中往往含有单糖、色素、蛋白质、无机盐等杂质,会影响后续的活性研究及结构鉴定。除杂纯化方法主要包括过氧化氢法脱色;Sevag法、离子交换树脂法、三氟乙酸法等除蛋白;透析法除盐等[20]。在除杂过程中,注意反应不要过于剧烈,选择合适的方法保证茯苓多糖的结构不被破坏。
2.2 多糖的分离 多糖的分离过程较为复杂,大多数多糖提取物仅为粗多糖,多糖的分离纯化是分析多糖的重要前提,得到分子量均一且极性均一的多糖对于其后续研究至关重要。茯苓多糖的分离方法主要包括分级沉淀法、柱色谱分离法及膜分离法等。连宾和郁建平[21]用Sephadex G-15葡聚糖凝胶柱色谱法洗脱,洗脱液经不同浓度的乙醇沉淀得到3个组分Pc-1、Pc-2、Pc-3。林标声等[22]从茯苓菌株发酵液提取茯苓多糖,采用DEAE-32纤维素层析柱分离得到PD,用Sephadex G-200进一步分离得到PG。胡康等[23]采用DEAE Sepharose Fast Flow阴离子交换树脂分离和Superdex-75系列凝胶纯化后得到PPSW-1。Zhang等[24]用DEAE-52纤维素色谱法分离得到PCWPW和PCWPS。
3 茯苓多糖的结构表征
3.1 茯苓多糖的相对分子质量测定 相对分子质量的大小及分布对多糖的理化性质及生物活性有密切的影响。多糖的纯度可以根据多糖分子量的分布,测定重均相对分子质量及数均相对分子质量来间接反映,可作为多糖质量控制的指标,因此多糖相对分子质量的测定极其重要[20]。目前对茯苓多糖相对分子质量的测定主要采用高效体积排阻色谱法(HPSEC)、高效凝胶过滤色谱法(HPGPC)、凝胶渗透色谱法(GPC)等。刘颖等[25]采用高效体积排阻色谱联用多角度激光散射检测器及示差折光检测器分析茯苓水溶性粗多糖分子量及其分布,结果显示:多糖相对分子质量分布在6.144×104~4.671×106,分子量分布宽度(Mw/Mn)为1.475~1.538。颜军等[26]通过高效凝胶过滤色谱法测定茯苓中性多糖(TAP 1)及酸性多糖(TAP 2)的分子量分别为11 721和44 065。卢华杰[27]采用凝胶渗透色谱法测定不同碱浓度下提取的茯苓酸性多糖,结果显示:酸性多糖分子量分布在3×105~13×105,并且发现提取所用碱浓度越高得到的多糖分子量越大。
3.2 茯苓多糖的结构分析 根据单糖组成不同可将茯苓多糖分为2类:一类是β-茯苓聚糖(β-Pachyman),主要是由含少量(1→6)和(1→2)支链的β-(1→3)-D-葡聚糖构成,也是茯苓多糖的主要成分;另一类是以葡萄糖为主,可能含有木糖、岩藻糖、阿拉伯糖、甘露糖、半乳糖等单糖所组成的杂多糖[28]。目前对于茯苓多糖的研究尚停留在多糖的相对分子质量、单糖组成、摩尔比及链接顺序等简单结构信息,对于茯苓多糖的高级结构研究还处在起步阶段。主要的分析方法包括采用液相色谱-质谱联用(HPLC-MS),气相色谱-质谱联用(GC-MS)测定多糖的单糖组成及含量;甲基化后进行GC-MS测定明确糖苷键的连接方式及单糖连接顺序。高级结构的研究包括红外光谱法及磁共振成像法确定官能团及糖构型等信息,二维磁共振成像法与刚果红法确定是否含有三螺旋结构,以及扫描电子显微镜、原子力显微镜明晰显微结构等[29-30]。到目前为止,已从茯苓中分离出56种多糖,名称、相对分子质量、单糖组成及结构特征见表1。
4 茯苓多糖的降解
茯苓多糖制备方法较为简单,但其相对分子质量较大,人体肠道无法有效地吸收利用大分子多糖,极大地阻碍了其发挥生物活性,研究合适的方法降解茯苓多糖,是进一步研究茯苓多糖生物活性的关键。
4.1 酸降解法 酸降解是利用酸性条件下多糖分子的糖苷键水解而造成糖链断裂,采用不同浓度的酸对茯苓多糖进行水解,可得到不同分子量的衍生物。使用乌氏黏度计测量降解产物的黏度,运用体积排阻色谱法测定茯苓多糖的分子量,结果显示酸浓度及水解温度是影响多糖降解的两大主要因素,可以控制这2个条件得到一定分子量范围的茯苓多糖。以4 mol/L的硫酸加热水解,茯苓多糖分子量可以下降到1万以下,具有很好的水溶性[49]。
4.2 辐照降解法 辐照降解法[50]是利用γ射线以及电子束穿透物质时,与多糖类物质作用,所携带的能量被多糖物质所吸收,从而使糖苷键断裂得到低分子量的产物。该法具有无污染、易操控等优点。采用不同剂量的60Co辐射茯苓原料,采用扫描电镜、水溶性多糖含量检测、紫外光谱、红外光谱等方法分析其降解效应,结果显示:辐射后,茯苓微观结构上颗粒变小、形状不规则,辐射剂量增大时,水溶性总糖及水溶性茯苓多糖含量随之增加。紫外、红外光谱显示,经此方法可将茯苓多糖有效裂解成为以羰基类化合物为主且分子量较小的物质[51]。
4.3 电Fenton降解法 电Fenton降解法通过电化学作用,利用强氧化性将多糖降解为低分子量化合物。将浓度为200 mg/mL的大分子量茯苓多糖溶液置于设有阴、阳极的电解槽中,调节溶液为酸性,每升多糖溶液向阴极通入7.2 L氧气,通入直流电并控制阴极电流密度为14 mA/cm2,在此条件下进行降解,收集电解液,将电解液用1 mol/L的氢氧化钠溶液中和后,用截留分子量10~50 kDa的超滤膜超滤,收集浓缩液,冷冻干燥,可得平均分子量为32.1 kDa的茯苓多糖[52]。
4.4 酶降解法 酶降解法可以使用专一酶断裂特定的糖苷键,或采用非专一酶对多糖进行降解,具有高效、反应条件温和,无副产物生成等优点。王在贵等[53]以还原糖释放率为指标对木聚糖酶、纤维素酶和β-葡聚糖酶降解茯苓多糖的能力进行考察,降解能力为:β-葡聚糖酶>纤维素酶>木聚糖酶。采用混合酶降解多糖,不仅没有提高其降解能力,纤维素酶还可能对β-葡聚糖酶起拮抗作用。β-葡聚糖酶的最佳降解条件为:温度37 ℃,pH值为6.0,反应时间45 min,在此条件下还原糖释放量约为1.1 mg。李悦等[54]运用蜗牛酶降解茯苓多糖,通过单因素考察以及正交试验,优选茯苓多糖降解条件为:pH值为6.0,加酶率1.8%,固液比1∶20,酶解温度40 ℃,酶解时间5 h,在此条件下茯苓多糖的降解率可达到40.2%。
5 茯苓多糖的结构修饰
茯苓碱溶性多糖含量虽高达70%~90%,但因其溶解性差,无法被人体吸收利用,极大地限制了其开发利用。对茯苓碱溶性多糖进行结构修饰可以增加其溶解度,提高其生物活性,从而提高生物利用率。目前对于茯苓多糖的衍生化以硫酸化和羧甲基化为主,此外还有磷酸化等。
5.1 硫酸化 陈群[55]分別采用氯磺酸和氨基磺酸作为硫酸化试剂制备茯苓硫酸多糖PS-Ⅰ、PS-Ⅱ及PS-Ⅲ,并分析各硫酸多糖的取代度及取代位置。结果显示:PS-Ⅰ取代度为2.80,全部自由羟基均被硫酸酯化;PS-Ⅱ取代度为1.55,全部C-6羟基均被取代;PS-Ⅲ取代度为0.95,部分C-2和C-4羟基发生酯化反应。韦英益等[56]采用氯磺酸-吡啶法进行硫酸酯化,以取代度为指标优化反应条件。最佳条件为:反应时间5 h,反应温度50 ℃,氯磺酸与吡啶摩尔比1∶2,在此条件下,取代度为0.98。陈小红[57]采用氨基磺酸法对茯苓碱溶性多糖进行硫酸酯化结构修饰,以硫酸基团取代度为响应值,运用单因素实验及响应面法优化制备条件,得出硫酸酯化的最佳工艺为:反应温度85 ℃,反应时间4 h,氨基磺酸与多糖质量之比为3.77∶1,在此条件下,硫酸基团的取代度为1.041。修饰后的多糖表现出较好的凝血作用,与未经修饰的多糖比较,全凝血时间、出血时间、全凝血时间延长率均有提高。
5.2 羧甲基化 宋波等[58]将干燥后的茯苓碱溶性多糖在异丙醇-氢氧化钠溶液中进行碱化,用氯乙酸醚化,通过醇沉得到粗羧甲基茯苓多糖(Carboxymethytl Pachyma,CMP),采用MTT法检测对比茯苓碱溶性多糖(PPS)与CMP对人肝癌细胞HepG-2的毒性反应。结果显示:经PPS处理过的细胞,成活率均大于80%;而经CMP作用48 h后,IC50值为210.2 μg/mL,与PPS对比,CMP的细胞毒性更大。舒畅等[59]以CMP为底物,以柠檬酸三钠为催化剂,在碱性条件下与FeCl3反应制得羧甲基化茯苓多糖铁复合物(CMPIC)。运用单因素实验以及响应面法优化CMPIC的合成条件,得出最佳反应条件为:pH值为8.3,反应温度72.9 ℃,柠檬酸三钠与羧甲基茯苓多糖的质量比为0.69。FRAP法测定CMPIC的抗氧化能力发现:浓度为10 mg/mL时清除率达到最大为45.33%;CMPIC对金属离子及ABTS+自由基具有一定的清除能力。刘汶星等[60]采用水媒一步法制备羧甲基茯苓多糖,将茯苓碱溶性多糖的提取及多糖的醚化合为一步;该法所制得的CMP口服安全性较高。
5.3 磷酸化 Huang和Zhang[61]采用磷酸作为磷酸化试剂,将分级提取得到的9个组分的茯苓碱溶性多糖进行磷酸化,将多糖溶于含尿素的氯化锂或二甲亚砜溶液中,加入磷酸后100 ℃下进行反应,反应结束后冷却至室温,透析冻干后得到不同分子量的磷酸化衍生物。根据构象参数可知:磷酸化后的衍生物水溶性和钢链度增加;磷酸化的衍生物对S180肿瘤细胞表现出较强的体内和体外抗肿瘤活性,分子量在5×104~50×104范围内更有利于增强多糖的抗肿瘤活性。
6 茯苓多糖的药理作用
6.1 抗肿瘤作用 研究表明,多糖的分子量及其链结构对抗肿瘤活性有一定的影响,而β-(1→3)D-葡聚糖的三重螺旋构象和位于螺旋外表面的亲水基团,具有很重要的抗肿瘤及免疫增强活性[62]。早年,有学者认为茯苓多糖无抗肿瘤作用,将其用高碘酸氧化并进行Smith降解后,发现有明显的抗肿瘤作用[63]。茯苓多糖具有抗肿瘤活性可能是由于其对肿瘤细胞的毒性,也可能是其能增强免疫力从而抑制肿瘤的生长[64]。陈春霞[65]以25~500 mg/kg的剂量向ICR/JCL小鼠腹腔注射CMP注射液,结果显示对肿瘤U-14的抑制作用较为显著,抑制率为75.5%~92.7%;按5~50 mg/kg、25~100 mg/kg的剂量向昆明种小鼠静脉注射CMP注射液,结果显示对S-180肉瘤、肝癌H22瘤细胞有一定的抑制作用,抑制率分别为34.8%~61.0%、20.1%~36.7%;体外实验表明0.25%~0.5%的CMP对小鼠艾氏腹水癌的瘤细胞抑制作用较强,抑制率为20.1%~36.7%。王灿红等[66]建立小鼠结肠癌皮下移植瘤模型,探究CMP对肠癌小鼠的生命延长作用及对环磷酰胺(Cyclophosphamide,CTX)的减毒作用。结果显示,CMP可以调节肿瘤免疫相关蛋白的表达并明显延长肠癌小鼠的生存周期,最高可达24.59%,具有一定的量效关系;并可明显抑制CTX引起的免疫及造血功能异常,减轻CTX的不良反应。刘晓菲等[67]采用MTT法测定CMP44对人结肠癌细胞HT-29、人肝癌细胞HepG-2、人胃癌细胞SGC-7901、人乳腺癌细胞MCF-7以及人肺癌细胞A549增殖的抑制率,IC50值分别为140.5、264.3、102.5、256.4、313.2 μg/mL。该多糖对脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)诱导的小鼠巨噬细胞RAW 264.7有一定的抑制作用,但在无LPS刺激的条件下对该细胞具有一定的激活效果。
6.2 抗炎作用 侯安继等[68]建立二甲苯所致小鼠急性炎症和无菌棉球所致大鼠慢性炎症模型,结果表明小剂量的茯苓多糖可以明显抑制二甲苯所致小鼠耳肿,但在大剂量下会增强小鼠耳肿;茯苓多糖对棉球所致大鼠皮下肉芽肿生成有一定的抑制作用,实验初步证明茯苓多糖可以抑制急、慢性炎症反应。石振国等[69]探究茯苓多糖对急性胰腺炎(Acute Pancreatitis,AP)大鼠肠道屏障功能损伤和炎症反应的作用,结果表明,与模型组比较,低、中、高剂量组的茯苓多糖均可减少AP大鼠的腹水量,降低血清淀粉酶和脂肪酶含量;增加小肠黏膜厚度和绒毛高度,减少上皮损伤;降低TNF-α,IL-1β和IL-6水平;抑制JAK2,STAT3的磷酸化;以上作用均呈剂量依赖性。茯苓多糖可缓解AP大鼠肠道屏障和炎症反应等病理损伤可能与抑制JAK2/STAT3通路有关。
6.3 保肝作用 刘成等[70]以异硫氰酸-α-萘酯(ANIT)建立大鼠黄疸模型,分别以低、中、高剂量(5、50、500 mg/kg)对大鼠连续腹腔注射茯苓多糖1周,结果显示茯苓多糖改善黄疸大鼠肝功能呈剂量依赖性,高剂量组退黄作用最为显著。程玥等[71]建立四氯化碳诱导小鼠急性肝损伤模型,研究茯苓多糖对肝损伤的保护作用,以低、中、高剂量组(10、20、40 mg/kg)连续灌胃2周后腹腔注射0.5%四氯化碳溶液诱发小鼠急性肝损伤,结果表明,与模型组比较,各剂量组均可显著降低小鼠血清ALT、AST水平以及小鼠肝组织中MDA、IL-1β、IL-6和TNF-α水平,显著升高SOD活性,均呈剂量依赖性,高剂量组接近阳性药作用。提示茯苓多糖可能是通过抑制机体氧化应激,降低炎症介质的释放,从而保护肝损伤。
6.4 对免疫功能的作用 茯苓多糖可以增强机体的免疫功能,增强细胞免疫和体液免疫,抗胸腺萎缩、抗脾脏增大[72-73];不能对抗环磷酰胺所致的大鼠白细胞数减少,但用药后可以提升白细胞的回升速度,在一定程度上加快机体造血功能的恢復[74]。羧甲基茯苓多糖同时具有非特异免疫增强功能和特异免疫增强功能,可以增强荷瘤小鼠腹腔巨噬细胞的吞噬功能,促进小鼠脾抗体分泌细胞数及其特异抗原结合细胞数,明显加快脾T细胞生长,这些可能是羧甲基茯苓多糖能够增强荷瘤小鼠免疫应答功能的机制[65]。王慧莲等[75]探究茯苓多糖对系统性红斑狼疮(Systemic Lupus Erythematosus,SLE)患者外周血辅助性T细胞17(Th 17)和调节性T细胞(Treg)的影响及免疫调节作用机制。结果显示,与对照组比较,SLE患者的Th 17细胞比例显著增加,Treg细胞比例明显下降。经100 μg/L的茯苓多糖处理后的SLE患者CD4+T细胞,与空白组比较,IL-17和IL-6的含量明显下降,IL-10和TGF-β的含量明显上升,RORγt的mRNA和蛋白表达显著下降,Foxp3的mRNA和蛋白表达明显增加;Th 17/Treg的比值降低。说明茯苓多糖可以通过降低Th 17并增加Treg的比例,对SLE患者起到一定的治疗作用。
6.5 其他作用 相关研究表明,茯苓多糖還具有一定的抗抑郁、抑菌、降血糖等功效。陈可琢等[76]以慢性不可预知温和应激结合孤养模式构建抑郁模型大鼠,分别以低、中、高剂量(0.1、0.3、0.5 g/kg)连续灌胃给予茯苓酸性多糖14 d,结果表明不同剂量组均有一定的抗抑郁作用,作用机制可能与调节神经递质和NLRP3炎症小体信号通路有关。别蒙等[77]研究不同取代度CMP的抑菌效果,结果显示,CMP对食源性致病菌的抑制能力随着取代度的增大而增强,且对革兰阳性菌的抑菌能力高于革兰阴性菌。黄聪亮等[78]采用高糖高脂饲料和小剂量链脲佐菌素方式诱导构建2型糖尿病小鼠模型,分别以低、中、高剂量(50、100、200 mg/kg)连续灌胃给予茯苓水溶性粗多糖4周,结果表明茯苓水溶性粗多糖具有一定的降血糖功效,同时能够一定程度上改善糖尿病引起的脂代谢紊乱。
7 结语与展望
中药多糖是一类广泛存在于植物体内的大分子化合物,是中药汤剂的主要水溶性活性物质。茯苓作为传统中药,素有“十方九苓”之称,而茯苓多糖作为茯苓的主要活性成分之一,具有抗肿瘤、抗炎、保肝、调节免疫功能等药理活性,具有广阔的开发利用前景。但茯苓多糖大部分是难溶于水的碱溶性多糖,对其进行结构修饰以获得水溶性更好、生物活性更高的多糖是国内外学者的研究热点。茯苓多糖的结构与功能关系是目前的研究难点之一,体内代谢过程及其作用机制有待于进一步的研究。将生物修饰与化学修饰相结合,可能对于阐明茯苓多糖的构效关系,为开发茯苓多糖的新药物与生物材料提供基础[27]。目前茯苓多糖研究主要停留在一级结构,对于高级结构及其结构与功效关系的研究仅处在初级阶段。在茯苓多糖的质量控制方面,没有形成科学完善的检测体系。今后研究的重点应加强对茯苓多糖的基础研究,探索高级结构的解析技术,明确其构效关系并加大产品开发力度,从而提升茯苓多糖的产业化应用价值。
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(2021-08-06收稿 责任编辑:王明)