苦丁茶冬青多糖对小鼠脾脏淋巴细胞的免疫调节和抗氧化作用

舒 翔，程 明，王 辉，朱红英，谭乐和，顾文亮，朱科学,

（1.中国热带农业科学院香料饮料研究所，海南万宁 571533；2.国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心，江苏苏州 215011；3.海南大学食品科学与工程学院，海南海口 570100；4.海南省特色热带作物适宜性加工与品质控制重点实验室，海南万宁 571533）

多糖是一类广泛存在于植物、动物、海洋生物和微生物中的生物活性大分子物质。近年来，多糖的免疫调节功能受到广泛关注。多糖可通过调节淋巴细胞亚群、激活免疫细胞、诱导炎性细胞因子和活化补体等多途径发挥其免疫调节作用[1]。脾脏作为机体免疫应答的重要场所，含有大量的T 淋巴细胞和B 淋巴细胞，同时刺激或选择性刺激T、B 细胞分裂增殖并促进相关细胞因子和抗体的分泌，直接反映机体的免疫调节能力。例如：蛹虫草胞外多糖可提高免疫器官指数、促进T、B 细胞增殖和增加免疫球蛋白G、免疫球蛋白A、免疫球蛋白M、肿瘤坏死因子-α、白介素-6、白介素-2 和干扰素-γ等的分泌，具有显著的免疫调节效果[2]；库尔勒香梨粗多糖能提高小鼠血清白介素-2 和干扰素-γ水平、增加实验动物脾脏和胸腺等免疫器官指数，提高巨噬细胞的吞噬能力等[3]；苦瓜多糖可通过提升溶血素水平、提高巨噬细胞的吞噬能力和刺激小鼠脾脏淋巴细胞的增殖，提高免疫抑制小鼠的免疫功能[4]。

苦丁茶冬青（Ilex kudingchaC.J. Tseng）是冬青科冬青属（Ilex aquifoliumL.）常绿乔木，其茶叶中富含多糖、多酚、多种必需氨基酸、维生素、微量元素等营养物质，具有抑菌、降血压、降血糖、降血脂等药用价值，且安全无毒[5-8]。许实波等[9]开展了苦丁茶水提物的毒理学研究，发现苦丁茶水提物的最大耐受量为168 g/kg，属于无毒性级，服用安全。

苦丁茶冬青多糖是一类含α-吡喃糖环结构的高分子化合物，具有抑制特定异常细胞增殖和分化的功效，极具开发前景[10-11]。韦晓洁等[12]研究了超临界CO2萃取参数对苦丁茶多糖得率的影响，并优化了其工艺条件。于淑池等[13]研究表明海南苦丁茶多糖可降低糖尿病小鼠的血糖，具有降血糖功效。课题组前期研究发现苦丁茶冬青萃取物具有调节血脂和高胆固醇血症的功效[14]，苦丁茶冬青多糖具有较强的体外抗氧化活性等生物活性[11]。为进一步探索苦丁茶冬青多糖的免疫调节效果，本研究以苦丁茶冬青多糖为实验材料，以小鼠脾脏淋巴细胞为研究对象，分析苦丁茶冬青多糖对体外培养小鼠脾脏淋巴细胞的增殖作用，并通过测定超氧化物歧化酶（total superoxide dismutase, SOD）、总抗氧化能力（total antioxidant capacity, T-AOC）、谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase, GSH-Px）、过氧化氢酶（catalase, CAT）活力等抗氧化酶活性，检测肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α, TNF-α）、干 扰 素-γ（interferon-γ,IFN-γ）和白介素-1β（interleukin-1β, IL-1β）等细胞因子的分泌水平，研究苦丁茶冬青多糖对小鼠脾脏淋巴细胞的免疫调节和抗氧化作用，为海南苦丁茶资源的高值化开发和利用提供理论基础和实验依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

苦丁茶冬青多糖 苦丁茶冬青原料由中国热带农业科学院香料饮料研究所（兴隆热带植物园）提供，多糖制备参照团队建立的方法[11]，通过热水浸提和终浓度为20%、40%、60%和80%的四种不同浓度乙醇分级沉淀以制备苦丁茶冬青多糖，其主要由鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖和葡萄糖醛酸等组成，其相对分子质量为440.44 kDa，纯度为87.59%[15]。

BALB/c 雄性小鼠 6 周，体重20～30 g，北京华阜康生物科技股份有限公司，许可证号：SCXK（京）2019-0008；胎牛血清 杭州四季青生物工程材料有限公司；无水乙醇 西陇科学股份有限公司；台盼蓝染料 美国Sigma 公司；RPMI-1640 培养基 美国Gibco 公司；CCK-8 试剂盒、SOD、T-AOC、GSHPx、CAT 和MDA 检测试剂盒 上海碧云天生物技术有限公司；NO 检测试剂盒 北京索莱宝科技有限公司；TNF-α、IFN-γ和IL-1β细胞因子ELISA 检测试剂盒 武汉博士德生物工程有限公司；其他化学试剂均为分析纯。

3110 系列二氧化碳培养箱 Thermo Fisher Scientific 公司；奥林巴斯CKX41 倒置显微镜 Olympus公司；Varioskan Flash 全波长多功能酶标仪 Thermo Fisher Scientific 公司；SW-CJ-2FD 净化工作台苏州净化设备有限公司；3K15 通用型台式高速冷冻离心机 Sigma 公司；ZDX-35B 压力蒸汽灭菌锅上海申安医疗器械厂；Milli-Q50 超纯水系统Millipore 公司。

1.2 实验方法

1.2.1 小鼠脾脏淋巴细胞的制备 小鼠脱椎处理，75%医用酒精浸泡后取其脾脏，参照文献[16]的方法制备脾淋巴细胞悬液，将收集的脾淋巴细胞用RPMI-1640 培养基，37 ℃、5% CO2无菌条件培养2 h，收集未贴壁的细胞悬液即为脾脏淋巴细胞。采用台盼蓝细胞活性染料对细胞进行计数，利用活细胞数大于95%的脾脏淋巴细胞悬液开展研究和分析。

1.2.2 小鼠脾脏淋巴细胞增殖的检测 参照文献[16]的方法将收集到的脾脏淋巴细胞悬液调整浓度至5×106个/mL，以190 μL/孔接种至96 孔板，再添加10 μL 不同浓度的苦丁茶冬青多糖溶液至RPMI-1640 培养基，分别调节最终作用浓度为20、40、80和160 μg/mL，设计一组仅加入10 μL RPMI-1640的培养基为空白对照组，每组设6 个复孔，试验平行3 次，37 ℃、5% CO2条件下预孵育48 h。按照CCK-8试剂盒操作说明，每孔加入20 μL CCK-8 溶液继续孵育4 h。在450 nm 处通过全波长多功能酶标仪检测吸光度，测定苦丁茶冬青多糖对小鼠脾脏淋巴细胞增殖的影响。

1.2.3 抗氧化活性的测定 按1.2.2 节方法培养后离心收集细胞，按照SOD、T-AOC、GSH-Px、CAT 和MDA 检测试剂盒说明测定，并计算SOD、T-AOC、GSH-Px 和CAT 等抗氧化酶活力以及MDA 含量。

1.2.4 NO 含量的测定 按照NO 检测试剂盒的操作说明，540 nm 处测定吸光度，绘制标准曲线（y=0.0095x+0.0482，R2=0.9963)，分析苦丁茶冬青多糖对脾脏淋巴细胞NO 含量的影响。

1.2.5 细胞因子分泌水平的测定 参考Li 等[17]实验方法，吸取收集细胞培养上清液，参照ELISA 试剂盒说明书，绘制标准曲线（TNF-α：y=0.001x+0.0769，R2=0.9973；IFN-γ：y=0.0012x+0.2183，R2=0.9879；IL-1β：y=0.0033x+0.1259，R2=0.9989），分析小鼠脾脏淋巴细胞上清液中TNF-α、IFN-γ和IL-1β细胞因子的分泌水平。

1.3 数据处理

数据统计通过SPSS Statistics 17.0 分析软件进行，组间两两比较采用独立样本t检验，多组间比较采用ANOVA 方差分析，结果以±S 表示。P＜0.05时，表示差异具有统计学意义。

2 结果与分析

2.1 苦丁茶冬青多糖对小鼠脾脏淋巴细胞增殖的影响

如图1 所示，与空白对照组（0.31）相比，20 μg/mL的低浓度苦丁茶冬青多糖处理后小鼠脾脏淋巴细胞溶液的吸光度为0.34，作用效果无显著性差异（P＞0.05）；当浓度为40 μg/mL 时，吸光度值为0.36，与空白对照组相比具有显著性差异（P＜0.05）；在80和160 μg/mL 浓度时，吸光度值分别为0.38 和0.41，与对照组相比，脾脏淋巴细胞的增殖作用具有极显著差异（P＜0.01）。结果表明，苦丁茶冬青多糖可能直接作用于脾脏淋巴细胞，促进细胞的增殖功能，提高机体的免疫力。

图1 苦丁茶冬青多糖对体外培养脾脏淋巴细胞增殖的影响Fig.1 Effect of polysaccharide of Ilex kudingcha C.J. Tseng on the proliferation of spleen lymphocyte in vitro

CCK-8 法是一种最常用的淋巴细胞增殖检测方法[18]。李芳宇等[19]采用CCK-8 法检测细胞的增殖情况，发现人参根提取物能显著增强小鼠脾脏淋巴细胞的增殖能力。庞敏等[20]利用CCK-8 法探讨术芩总多糖对免疫抑制小鼠脾脏淋巴细胞增殖的影响，结果显示浓度为0.1 μg/mL 的术芩总多糖作用小鼠脾脏淋巴细胞12 h，细胞的增殖能力最强。孙延斌等[21]发现苦丁茶可促进免疫功能低下小鼠抗体生成水平和巨噬细胞的吞噬能力，调节机体免疫功能。本研究表明，苦丁茶冬青多糖能显著提高小鼠脾脏淋巴细胞的体外增殖能力（P＜0.05），推断其可能通过增强小鼠淋巴细胞增殖能力以发挥其免疫调节作用。

2.2 苦丁茶冬青多糖对小鼠脾脏淋巴细胞抗氧化能力的影响

由图2 可知，空白对照组SOD、T-AOC、GSH-Px和CAT 活性分别为0.99 U/mg 蛋白、0.21 mmol/mg蛋白、208.06 mU/mg 蛋白和416.83 U/mg 蛋白。苦丁茶冬青多糖浓度在20～160 μg/mL 范围内，SOD、T-AOC、GSH-Px 和CAT 活力随浓度的增加而升高，当浓度为80 和160 μg/mL 时，与对照组相比，抗氧化酶活力极显著增强（P＜0.01）；其中，当浓度为160 μg/mL 时，SOD、T-AOC、GSH-Px 和CAT 活性分别提高至4.54 U/mg 蛋白、1.06 mmol/mg 蛋白、799.01 mU/mg 蛋白和806.85 U/mg 蛋白。

图2 苦丁茶冬青多糖对体外培养脾脏淋巴细胞抗氧化酶活力的影响Fig.2 Effect of polysaccharide of Ilex kudingcha C.J. Tseng on antioxidant enzyme activities in spleen lymphocytes in vitro

图3结果显示，空白对照组MDA 含量为43.29 μmol/mg 蛋白，苦丁茶冬青多糖浓度为20 μg/mL时，MDA 含量下降至30.76 μmol/mg 蛋白，具有显著降低效果（P＜0.05）；在40、80 和160 μg/mL 浓度时，MDA 含量分别降到18.67、13.44 和13.022 μmol/mg蛋白，具有极显著降低效果（P＜0.01）。

图3 苦丁茶冬青多糖对体外培养脾脏淋巴细胞抗氧化产物MDA 含量的影响Fig.3 Effect of polysaccharide of Ilex kudingcha C.J. Tseng on MDA production in spleen lymphocytes in vitro

机体抗氧化系统与免疫系统密不可分，当机体氧化自由基的产生大于自身自由基的清除时，就会造成氧化损伤，诱导机体保护性免疫反应。SOD、GSH-Px 和CAT 等是机体防御氧化损伤的关键酶，在维持体内的氧化与自由基动态平衡中发挥着重要作用[22]。丙二醛（MDA）是衡量机体自由基代谢程度的重要指标[23]。华岩[24]的研究结果显示，补充黄精多糖的运动组MDA 含量明显降低，而SOD、GSHPx 活性相较于运动组明显升高，表明黄精多糖能改善受损细胞膜功能，降低大强度运动导致的脂质过氧化损伤。团队前期研究发现苦丁茶多糖具有较强的DPPH 自由基和OH-自由基清除能力，本研究发现，苦丁茶冬青多糖对小鼠脾脏淋巴细胞SOD、T-AOC、GSH-Px 和CAT 活力具有显著增强作用，并显著降低MDA 含量，该结果表明苦丁茶冬青多糖能够提高抗氧化酶活性、抑制细胞的氧化损伤水平，调节细胞的免疫功能。

2.3 苦丁茶冬青多糖对小鼠脾脏淋巴细胞NO 分泌水平的影响

如图4 所示，苦丁茶冬青多糖能刺激脾脏淋巴细胞分泌NO，与空白对照组相比，苦丁茶冬青多糖浓度为20、40、80、160 μg/mL 时可分别提高小鼠脾脏淋巴细胞NO 含量1.38 倍、1.62 倍、2.31 倍和4.04倍。浓度高于40 μg/mL 时，NO 分泌效果呈显著增强趋势（P＜0.05）。

图4 苦丁茶冬青多糖对体外培养脾脏淋巴细胞NO 分泌水平的影响Fig.4 Effect of polysaccharide of Ilex kudingcha C.J. Tseng on NO production in spleen lymphocytes in vitro

NO 被认为是一种细胞神经递质，能发挥非特异性免疫反应，可调节多种免疫功能，包括T 淋巴细胞、巨噬细胞和NK 细胞以及炎性细胞的生长和凋亡等[25]。研究表明，金线莲多糖[26]、蕨麻多糖[27]和金樱子多糖[28]可促进小鼠脾脏淋巴细胞分泌NO；山豆根多糖能诱导淋巴细胞产生NO，并通过NO 信号转导通路发挥免疫调节功能[29]。本研究结果表明苦丁茶冬青多糖对小鼠脾脏淋巴细胞分泌NO 具有较强的促进作用，有助于增强其免疫调节能力。

2.4 苦丁茶冬青多糖对小鼠脾脏淋巴细胞分泌细胞因子的影响

如表1 所示，空白对照组TNF-α、IFN-γ和IL-1β的含量分别为475.75、41.85 和42.31 pg/mL。经苦丁茶冬青多糖处理后，脾脏淋巴细胞TNF-α、IFN-γ和IL-1β等炎性细胞因子分泌水平均呈现增加趋势，且呈浓度依赖性。在浓度为20 μg/mL 时，苦丁茶冬青多糖对细胞因子TNF-α、IFN-γ和IL-1β均无显著的促进作用（P＞0.05）；在浓度为160 μg/mL 时，苦丁茶冬青多糖对TNF-α、IFN-γ和IL-1β的分泌水平极显著增加（P＜0.01），分别达到610.91、129.33 和84.16 pg/mL。推断苦丁茶冬青多糖能够促进脾脏淋巴细胞的增殖与分化，进而通过促进脾脏淋巴细胞分泌TNF-α、IFN-γ和IL-1β以发挥免疫增强作用。脾脏淋巴细胞中含大量的T 细胞，T 细胞被活化后会分泌TNF-α、IFN-γ和IL-1β等多种细胞因子，而当这些细胞因子分泌量上升时，亦促进T 细胞激活[30-31]。T 细胞主要分为CD4＋和CD8＋亚群，其中，CD4＋细胞又分为Th1 及Th2 亚群，Th1 细胞主要分泌IFN-γ，Th2 细胞主要分泌IL-1β等细胞因子，参与细胞免疫调节[32]。大量研究发现多糖具有调节细胞因子分泌的功能，如太子参参须多糖[33]能够促进免疫功能低下小鼠分泌IL-2 和IFN-γ；悬钩子木多糖[34]可以促进淋巴细胞分泌IL-2、IFN-γ和TNF-α；金针菇子实体多糖[35]可以提高IL-1β、IL-6 和TNF-α的分泌水平。本研究结果表明，苦丁茶冬青多糖可能通过调节Th1/Th2 平衡，促进小鼠脾脏淋巴细胞TNF-α、IFN-γ和IL-1β的分泌，通过诱导细胞因子的分泌发挥其免疫调节作用。

表1 苦丁茶冬青多糖对体外培养脾脏淋巴细胞分泌细胞因子的影响Table 1 Effect of polysaccharide of Ilex kudingcha C.J. Tseng on cytokine secretion in spleen lymphocytes in vitro

3 结论

本文通过分析苦丁茶冬青多糖对体外培养小鼠脾脏淋巴细胞增殖、抗氧化和细胞因子分泌的影响，脾脏淋巴细胞的增殖分别为0.34、0.36、0.38 和0.41；浓度为160 μg/mL 时，SOD、T-AOC、GSH-Px 和CAT活性分别提高至4.54 U/mg 蛋白、1.06 mmol/mg蛋白、799.01 mU/mg 蛋白和806.85 U/mg 蛋白，MDA含量降至13.022 μmol/mg 蛋白；TNF-α、IFN-γ和IL-1β的含量分别从475.75、41.85 和42.31 pg/mL增加到610.91、129.33 和84.16 pg/mL。研究表明苦丁茶冬青多糖能够提高小鼠脾脏淋巴细胞免疫活性，其作用机制可能是通过促进淋巴细胞增殖、增强细胞抗氧化能力及诱导炎性细胞因子分泌等途径，发挥其免疫调节作用。研究结果可为苦丁茶冬青及同类资源的营养健康产品开发和应用奠定理论基础，在未来研究中，将从免疫调节通路和分子机制进行深入研究和探讨。