香菇多糖生物活性及应用研究进展

费承鑫 王婧 龚诗琪 黄起阳 张文

摘 要：香菇多糖作为天然多糖的一种，被广泛应用于药物传递载体、辅助治疗和临床应用等多种生物医学领域。本文主要从香菇多糖的免疫调节、抗病毒、抗炎等生物活性进行概括和综述，为今后的研究开发提供参考。

关键词：香菇多糖;生物活性;研究进展

Progress in the Biological Activity and Application of the Mushroom Polysaccharide

FEI Chengxin， WANG Jing， GONG Shiqi， HUANG Qiyang， ZHANG Wen

（School of Life Sciences and Engineering， Southwest University of Science and Technology， Mianyang 621010， China）

Abstract： As a kind of natural polysaccharide， lentinus polysaccharide is widely used in various biomedical fields， such as drug delivery carrier， adjuvant therapy and clinical application.This paper mainly summarizes and reviews the biological activities of immune regulation， anti-virus and anti-inflammatory activities of mushroom polysaccharide to provide reference for future research and development.

Keywords： shiitake polysaccharide; biological activity; research progress

香菇作为食药两用的真菌，属于担子菌纲，伞菌目，小皮伞科，香菇属，营养丰富，香气浓厚[1]。香菇含有丰富的蛋白质、多种氨基酸、维生素、粗纤维、碳水化合物及矿物盐等。香菇能从基质中吸取营养进行生长发育。香菇孢子的菌丝生长到一定阶段将分化为子实体，在其生长发育过程中对营养成分、温度、水分、光照、空气和酸碱度等外界环境条件有很高要求。其在自然条件下的生长周期为8～12个月，在人工培育条件下生长周期会缩短3～4个月。同时，香菇体内的香菇多糖具有多种药理生物活性，有极高的药用价值，能改善人的体质。

从香菇中可以提取到具有天然生物活性的纯化多糖，即香菇多糖。香菇多糖的β-1，3-D葡萄糖主链和β-1，6-D葡萄糖残基支链的大分子结构具有无毒、易降解等特点，不同的提取制备工艺对其化学结构影响较大。在生物工程当中，香菇多糖能够很好地作为基因载体和分子探针，同时也能当作运输药物的载体[2]。香菇多糖还能很好地附着于碳纳米管、金纳米棒等材料表面，具有提高偶联物的胞内生物稳定性和长效存储效应等[3]。此外，香菇多糖的助溶特性可以增加特殊材料的溶解性，也可附着于无机材料上，增加其分散性和安全性[2]。

1 香菇多糖的生物活性

1.1 免疫调节功能作用

香菇多糖被学术界多次证明为一种非特异免疫刺激剂，其作为一种无毒副作用的刺激劑，可以广泛的调节免疫系统，能不同程度的调节B淋巴细胞、T淋巴细胞、巨噬细胞等免疫细胞的成熟、增殖和分化[4]。此外还可以调节人体细胞新陈代谢等，从而促进免疫器官发育，改善宿主体内免疫平衡，进而改善宿主细胞对激素、淋巴因子等活性因子刺激的反应。香菇多糖具有较好的增强免疫的作用。

1.2 抗肿瘤和抗炎作用

香菇多糖抗肿瘤的机理是刺激和诱导免疫细胞作出一系列生物反应，并不是直接杀伤肿瘤细胞，经刺激过后的免疫细胞有助于机体预防肿瘤发生[5]。香菇多糖对各种原发性肿瘤和异体肿瘤都具有抑制作用。有研究表明，香菇多糖具有显著的抗菌特性，对酵母和真菌的生长具有显著的抑制作用，同时也能观察到香菇的抗炎作用，可以抑制肝细胞炎性病变。在正常生理情况下，体内抗炎因子与促炎因子处于动态平衡的状态，但在炎症反应中，炎性细胞因子会破坏这种平衡，而香菇多糖能抑制上述情况，可以通过提升抗炎因子分泌，同时抑制促炎因子分泌抑制来缓解机体炎症反应。

1.3 抗菌和抗病毒作用

香菇多糖可以促进叠氮脱氧胸苷的生成，抑制人类免疫缺陷病毒。REN等[6]的研究证实香菇多糖可以抑制病毒复制和直接灭活病毒来降低传染性造血坏死病毒的增殖速度，抑制作用可能是其具有调节先天免疫反应和特异性免疫功能所致。侯爱萍等[7]对香菇多糖对细菌、真菌和病毒进行了普适性研究，将含有一定浓度香菇多糖的滤纸片放置在含菌平板中，研究发现香菇多糖对细菌和病毒具有普遍抑制作用，而对真菌无普遍抑制作用。

1.4 抗氧化和抗辐射作用

从香菇中分离得到的香菇多糖有清除自由基和抑制脂类氧化过程的作用，人体在日常活动中，氧化代谢的会产生一些活性氧自由基，危害身体健康。多项研究表明，大多数从大自然中分离提取得到的纯化多糖类物质都具有抑制脂质过氧化进程、清除自由基的功效。推测其中受体表达增强会促进体内氧化与抗氧化系统的平衡，进而作用于免疫细胞抑制其细胞因子过度表达，调节机体的免疫系统，从而保护细胞膜，减轻脑部组织损伤，最终达到抗抑郁治疗作用。香菇多糖作为其中一类重要的多糖，通过刺激超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶等酶以及限制活性氧的有害作用来增强机体的抗氧化系统[8]。柳迎华[9]发现香菇多糖可以保护处于长期低剂量辐射小鼠的组织、细胞，该作用与香菇多糖的抗自由基及膜上相关蛋白相关。在组织器官水平上应用香菇多糖可以改善肝脏、脾脏等组织充血、渗血的情况;在细胞水平上，可保护细胞骨架蛋白表达正常，改善氯离子通道及钙离子通道蛋白的表达。

1.5 抗抑郁和抗疲劳作用

大量研究表明，香菇多糖能够保护神经系统，对模型小鼠有明显的抗抑郁作用。将香菇多糖灌小鼠胃可以缓解小鼠抑郁状况，使其自由活动时间增加[10]。香菇多糖增加超氧化物歧化酶、拮抗丙二醛含量的特性可能与其抗抑郁作用的机制有关。香菇多糖也可以有效改善疲劳现象，通过影响人的功能系统，如肌肉、心血管、血液尿素氮、激素和免疫系统等来减轻疲劳。此外，食用香菇也可以改善肝脏能量状态和功能，通过促进血液循环和调节血糖缓解疲劳[8]。其中，有助于蘑菇抗疲劳作用的生物活性成分可能包括多糖、多肽、核苷、酚类化合物和三萜，其活性成分对抗疲劳的作用机制有待进一步研究。

2 香菇多糖的生物活性在动植物上的应用

2.1 在作物种植方面的应用

香菇多糖可降低马铃薯疮痂病发病率，提高块茎产量和马铃薯品质。杨鑫等[11]用不同浓度的香菇多糖稀释液对叶面喷洒，发现稀释了800倍的稀释液对疮痂病的防效为79.98%。香菇多糖还可以有效增加淀粉、可溶性蛋白、维生素等含量和各种酶的活性。邓劲松等[12]用0.5%香菇多糖水剂对番茄喷雾施药，结果表明0.5%香菇多糖水剂有一定防治性，在番茄病毒病发病前或发病初期施药效果最佳。香菇多糖还能诱导细胞产生一定程度的防御响应。张文华等[13]发现经香菇多糖诱导后增强了黄瓜的防御响应，对炭疽病菌抗性明显增强。上述研究表明，香菇多糖能够直接或间接作用于植物，诱导细胞产生活性因子来降低植物病原菌对植物带来的危害。注意要选择合适的浓度并结合植物的生长状况来进行施药，不同的施药浓度和时间会产生不同的效果。同时，香菇多糖作为防治剂，在植物表面有良好的湿润和渗透作用，能迅速被植物吸收、降解，并且对人、畜及环境安全、无毒害，可作为无公害植物的防病药剂。

2.2 在动物养殖方面的应用

许多动物疫苗需要与免疫增强剂一同作用才能起到更好的效果，但是很多化学类免疫增强剂存在药物残留、引起机体不适等副作用。香菇多糖可通过提高猪体的免疫应答增强猪瘟疫苗的免疫效果，且无毒害、无副作用。阳玉彪等[14]将猪瘟疫苗用不同浓度的香菇多糖液稀释，并用于免疫断奶仔猪，实验检测出猪瘟血清抗体水平增加，表明香菇多糖可以显著增加猪瘟疫苗的免疫效果。陈帅等[15]发现适当浓度香菇多糖可以提高奶牛精液总抗氧化力，降低丙二醛浓度，从而有效提高精液冷冻保存质量，其最佳的添加浓度为25 mg/L。此外，卢文麒等[16]发现饲料中添加香菇多糖可以显著降低欧洲鳗鲡血脂水平，以及低密度脂蛋白含量、血清总胆固醇和谷草转氨酶的活性，改善肝脏情况，促进欧洲鳗鲡的生长。上述研究表明，香菇多糖能够直接或间接作用于动物，增强其免疫性能，改善动物身体健康，香菇多糖在体内经过水解或酶解，留下的降解产物无毒，具有良好的生物安全性，可以作为安全、无污染、无公害的饲料添加剂使用。

3 结语

香菇作为世界第二大产量的食用菌类，可在食品、医学、药学、美妆、生物工程及基因工程等行业做出突出贡献。香菇多糖价值高，有免疫调节、抗肿瘤、抗炎、抗菌、抗病毒、抗氧化、抗辐射、抗抑郁和抗疲劳等药理生物活性。随着科学技术的进步和发展，人们对传统的食品、药品和美妆产品等中的添加剂了解将逐步加深，而香菇多糖作为天然产物添加剂，因对人体无毒副作用将越来越被重视。香菇多糖的β-（1→3）-D 葡聚糖结构和无毒、易降解的特点能作为基因载体和分子探针用于生物工程中，也能构建药物当作运输药物的载体。香菇多糖的助溶特性可以增加特殊材料的溶解性，也可附着于无机材料上，增加其分散性和安全性。随着香菇综合利用和开发技术的发展，香菇的新产品越来越多样化，其产品的市场潜力还将会不断扩大，市场前景不可限量。随着对香菇多糖的药性机理逐渐完善，将为制成药剂和相关功能性产品提供更多参考依据和理论指导。

参考文献

[1]鹿士峰.香菇活性物质的提取分离纯化及抗氧化活性研究[D].聊城：聊城大学，2019.

[2]段冰潮.基于香菇多糖/聚脱氧核苷酸复合物构建基因/药物载体及其应用研究[D].武汉：武汉大学，2019.

[3]LI X，ZHOU J，DONG X，et al.In vitro and in vivo photothermal cancer therapeutic effects of gold nanorods modified with mushroom β-glucan[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry，2018，66（16）：4091-4098.

[4]AHN H，JEON E，KIM J C，et al.Lentinan from shiitake selectively attenuates AIM2 and non-canonical inflammasome activation while inducing pro-inflammatory cytokine production[J].Scientific Reports，2017，7（1）：1314.

[5]MENG X，LIANG H，LUO L.Antitumor polysaccharides from mushrooms： a review on the structural characteristics， antitumor mechanisms and immunomodulating activities[J].Carbohydrate Research，2016，424：30-41.

[6]REN G，XU L，LU T，et al.Structural characterization and antiviral activity of lentinan from Lentinus edodes mycelia against infectious hematopoietic necrosis virus[J].International Journal of Biological Macromolecules，2018，115：1202-1210.

[7]侯愛萍，张树梅.香菇多糖抗菌抗病毒普适性研究[J].药学研究，2015，34（4）：199-201.

[8]GENG P，SIU K C，WANG Z，et al.Antifatigue functions and mechanisms of edible and medicinal mushrooms[EB/OL].（2017-08-14）[2021-12-12].https：//www.hindawi.com/journals/bmri/2017/9648496/.

[9]柳迎华.香菇多糖的辐射防护作用及其机制研究[D].青岛：青岛大学，2012.

[10]马倩，蒲燕，袁文清，等.香菇多糖对慢性应激抑郁模型小鼠的抗抑郁作用及可能机制研究[J].中国免疫学杂志，2015，31（3）：329-333.

[11]杨鑫，樊吴静，李丽淑，等.香菇多糖对马铃薯疮痂病抗性及生理特性的影响[J].西南农业学报，2019，32（1）：98-103.

[12]邓劲松，孙光忠，袁浩.0.5%香菇多糖水剂防治番茄病毒病效果[J].湖北植保，2015（5）：11-12.

[13]张文华.香菇多糖增强黄瓜幼苗对炭疽病菌抗性机理[J].生物技术通报，2016，32（3）：93-97.

[14]阳玉彪，唐桂华，郑明愈，等.香菇多糖对猪瘟疫苗免疫效果的影响[J].广西农学报，2019，34（1）：37-40.

[15]陈帅，李浩，王艳华，等.香菇多糖对牛精液冷冻保存效果的研究[J].畜牧兽医杂志，2020，39（3）：1-4.

[16]卢文麒，梁英，翟少伟，等.香菇多糖在欧洲鳗鲡饲料中添加效果的初步研究[J].饲料研究，2021，44（21）：71-74.

基金项目：德阳市科技计划项目（2020SZ032）。