枸杞多糖及其免疫调节机制研究进展

万和林，叶毅丰，韩抒恒，李长江，宋显炳，詹永成，罗学刚

(1工业发酵微生物教育部重点实验室暨天津市工业微生物重点实验室/天津科技大学生物工程学院/天津市微生物代谢与发酵过程控制技术工程中心/生物工程国家级实验教学示范中心，天津 300457；2宁夏杞果兄弟生物科技有限公司，宁夏中卫 755000)

枸杞多糖具有减缓衰老、抗肿瘤、神经保护、肝脏保护、降血糖、免疫调节等功效[1]，本文综述了枸杞多糖免疫调节机制的结构组成、免疫调节机制、增强枸杞多糖免疫调节能力的衍生改造等方面的研究进展，为枸杞多糖的进一步研究提供科学依据。

1 枸杞多糖涉及免疫调节机制的结构

目前，已从枸杞中分离得到30多种枸杞多糖，对于多糖的结构分析目前仍以一级结构为主，即单糖残基的组成、糖链的连接方式、糖链的分支情况等[2]。枸杞多糖分子结构主要以糖蛋白分子构成，糖占总量的70%[3]。赵孟欣等[4]测定出枸杞多糖的单糖组成主要有甘露糖、果糖、鼠李糖、半乳糖、葡萄糖、木糖、阿拉伯糖和脱氧核糖等。以p-枸杞多糖骨架为例，枸杞多糖的糖链结构由两部分组成，主链一部分是重复的1，4-GalpA结构，另一部分是交替连接的1，4-GalpA和1，2-Rhap，在1，2-Rhap的C-4位上连接有支链1，3-Galp，1，5-Araf，T-Galp，T-Araf和1，3，6-Galp[5](附表)。

附表 枸杞多糖组分结构汇总

枸杞多糖的免疫调节功能与其部分结构有关，田庚元等通过分离宁夏枸杞得到5种糖缀合物(LbGp1～LbGp5)及5种对应的糖链(LbGp1-OL～LbGp5-OL)。其中LbGp1、LbGp4、LbGp5及其对应糖链作用于B-淋巴细胞；LbGp2、LbGp3、LbGp2-OL、LbGp3-OL作用于B-淋巴细胞、T-淋巴细胞。但糖链相较于糖缀合物对免疫调节起着更重要的作用，以LbGp3-OL为例，其免疫活性比LbGp3强3倍[9]。并且糖链及其缀合物的免疫活性可能与NF-кB和AP-1的表达有关[10]。

2 枸杞多糖免疫调节机制

2.1 枸杞多糖对于免疫器官的调节

胸腺是主要介导细胞免疫的中枢免疫器官，脾脏是次级免疫器官参与体液免疫，而枸杞多糖对于衰老严重的模型动物的胸腺指数、脾脏指数均有明显的改善[11]，对于其他免疫器官指数也有一定正向的影响[12]。这种影响主要是由于枸杞多糖通过下调衰老基因的表达(p53、p21、Bax等)[13-14]、调控P13K/AKT信号通路[15]抵抗细胞氧化等方法，增强免疫细胞抗氧化、抗疲劳的能力，减缓免疫细胞衰老。适当浓度的枸杞多糖或可促进免疫器官的发育[12]。此外，高剂量的枸杞多糖也可增加派氏结的数目，刺激分泌型免疫球蛋白A的分泌，诱导淋巴细胞增殖分化[16]。

2.2 枸杞多糖对于免疫细胞的调节

2.2.1 枸杞多糖对树突状细胞的影响 树突状细胞是人体内的一种抗原呈递细胞，在抗原的刺激下成熟并激活T细胞，启动免疫应答或免疫耐受。在成熟阶段，树突状细胞通过上调抗原呈递(如MHC-Ⅰ、MHC-Ⅱ)、共刺激分子(如CD40、CD80、CD86)、促炎性细胞因子(如IFN-γ、TNF-α、IL-6、IL-12)来启动效应T细胞[17]。因此，在某些研究中有将TNF-α作为DC成熟诱导剂的例子，但因为其具有毒副作用而应用有限。通过枸杞多糖诱导树突状细胞的成熟是较为有效的方法。有研究表明，枸杞多糖脂质体(枸杞多糖L)与枸杞多糖均可激活未成熟的树突状细胞，前者表现为细胞表面分子(MHC-Ⅱ、CD40、CD80、CD86)的上调并促进IL-12p40和TNF-α的产生[18-19]；后者则通过TLR4-Erk1/2-blimp1依赖通路调控DC成熟，表现为CD11c+MHC-Ⅱ+、CD11c+CD86+、CD11c+CD80+的双阳性上调并促进IL-6的产生[20]。

2.2.2 枸杞多糖对巨噬细胞的影响 巨噬细胞是分布广泛的白细胞，存在于人体的多种组织中，能够分化为不同的2个亚群即M1型和M2型。M1巨噬细胞具有促炎作用，产生促炎细胞因子促进病原体反应和细胞毒性作用；而M2巨噬细胞则分泌抗炎细胞因子并发挥抗炎作用，包括加速组织修复和伤口愈合。在炎症反应中，巨噬细胞将分泌大量细胞因子(如NO、TNF-α、IL-6)，其过度产生将会对组织和器官产生损害。有研究观察到脂多糖与枸杞多糖均可诱导巨噬细胞产生细胞因子，但在枸杞多糖与脂多糖共诱导时，枸杞多糖却能够抑制NO、TNF-α、IL-6的过度产生，并且可能通过调节巨噬细胞向不同亚群分化来维持炎症反应的平衡，降低毒害作用[21-22]。

2.2.3 枸杞多糖对T细胞的影响 在体内和体外实验中，枸杞多糖均表现出对辅助T细胞(Th1)的增强作用。除了枸杞多糖对T细胞的直接作用外，还可通过枸杞多糖处理的DC增强Th1和Th2的应答，达到免疫调节的作用[23]。其中，Th1可分泌IL-2、INF-γ、TNF-α，Th2可分泌IL-4、IL-5、IL-10，并且在机体的中老年时期会发生Th1向Th2的转变。有研究发现，枸杞糖肽(LBGP3)处理后的T细胞INF-γ表达升高，IL-10表达降低，老年T细胞具有与年轻T细胞相似的凋亡率[24]。因此推测枸杞多糖能够通过调节凋亡相关分子的表达以调节老龄T细胞的凋亡，调节免疫活性。

2.2.4 枸杞多糖对NK细胞的影响 自然杀伤(NK)细胞是机体重要的免疫细胞，参与机体的免疫调节过程。枸杞多糖通过增强IFN-γ、穿孔素的分泌和激活受体NKp30的表达来增强NK细胞的细胞毒性，并且在抗CR3抗体预孵育NK细胞实验后表明，这种增强效果可能是通过CR3介导的信号通路进行的[25]。

2.2.5 枸杞多糖对于肠道黏膜、肠道菌群的调节 枸杞多糖服用进入人体，首先进入胃肠道，在肠道黏膜免疫系统中首先发挥作用。枸杞多糖对肠道黏膜形态结构的完整性有一定的影响，在一定程度上可以提高其肠绒毛高度(V)与V/C，降低其隐窝深度(C)，增强其物理屏障[26]。此外枸杞多糖还可影响肠道通透性和组织学变化，增强肠道抗氧化能力，激活肠道中存在的T细胞、B细胞、巨噬细胞以及派氏结等免疫细胞[27-28]。肠道中存在的肠道菌群被证明在保证肠道黏膜形态学完整、促进派氏结刺激分泌型免疫球蛋白A的分泌、诱导T淋巴细胞分化等方面对肠道免疫功能起着积极的作用。枸杞多糖是理想的肠道微生态调节剂，可以有效提高肠道微生物的丰度，以此提高机体免疫调节能力[16]。

3 枸杞多糖的衍生改造

对枸杞多糖进行衍生改造可以增强其免疫调节能力，主要方法有硫酸化、硒化、乙酰化、羧甲基化等。

3.1 硫酸化枸杞多糖

制备硫酸化多糖的方法有许多，常见的有浓硫酸法、三氧化硫-吡啶法(SO3-Py)、三氧化硫-二甲基甲酰胺法(DMF)、Wolfrom法(氯磺酸-吡啶法)、Nagasawa法等[29]。硫酸根在多糖活性中起着重要作用。若将硫酸根去除，则大多数硫酸酯化多糖活性将消失[30]。经硫酸化修饰后的枸杞多糖可增强免疫调节活性。有研究指出，硫酸化枸杞多糖能够显著促进淋巴细胞增殖，提高血清抗体效价[31]。在硫酸基团的含量增加的情况下，免疫增强活性也越明显[32]。Wang等[33]研究认为，硫酸根取代度在0.81～1.29时多糖的生物活性较好。同时，硫酸化的取代位置的不同也会影响多糖的活性[34]。Wang[35]等通过Wolfrom法得到4种硫酸化程度不同的枸杞多糖：sLBPS0.7、sLBPS1.1、sLBPS1.5、sLBPS1.9，结果显示，硫酸化修饰可显著增强LBPS的抗病毒活性，对外周淋巴细胞的增殖具有促进作用，其中sLBPS1.5增强效果最好。

3.2 硒化枸杞多糖

Qiu等[36]研究发现，硒化修饰能够显著增加枸杞多糖的羟自由基清除率和超氧化物阴离子清除能力，硒化枸杞多糖具有更高的抗氧化活性。与硫酸化枸杞多糖相同的是，枸杞多糖经过硒化修饰后也可增强免疫调节活性。邱树磊[37]在对硒化枸杞多糖进行体内增强免疫活性试验后，发现硒化枸杞多糖能够促进淋巴细胞的增殖以及IFN-γ和IL-2的分泌，有效促进细胞免疫的增强。但硒化枸杞多糖的免疫增强活性并不与其硒含量呈正相关关系，其还受到碳水化合物含量的影响，在碳水化合物与硒含量均较高的情况下才能显著提高硒化多糖的免疫增强活性[38]。另外还有研究表明，硒化枸杞多糖对于HePG2人肝癌细胞也有一定的抑制作用[39]，可用于抗肝癌药物的研发。

3.3 乙酰化枸杞多糖

彭天元等[40]经过实验证实，乙酰化修饰的枸杞多糖能够抑制肿瘤细胞增殖并促进IL-2、TNF-α的分泌，调节机体免疫系统。其原因可能是乙酰化修饰改变了枸杞多糖的空间结构，增强其亲水性，使其更利于吸收。

3.4 羧甲基化枸杞多糖

徐春平等[41]研究发现，羧甲基化修饰能够增强其抗氧化能力，提高自由基的清除率，且在任何质量浓度下其对OH-自由基的清除能力都大于未改造的枸杞多糖对OH-自由基的清除能力，并在一定范围内抗氧化能力与质量浓度成正比。提高抗氧化能力对于机体减缓免疫细胞的衰老、增强免疫调节能力也有着积极的作用。

4 枸杞多糖的应用

随着对枸杞多糖结构、机制、衍生改造等方面研究的不断深入，枸杞多糖的实际应用也受到了更广泛的关注，已有一系列涉及到免疫调节的枸杞多糖保健品被开发上市。由枸杞多糖和鹿血多肽为主要成分的保健品主要在抗疲劳方面有着显著的效果，其中枸杞多糖具有显著的抗疲劳、抗衰老、抗氧化作用。而鹿血具有养颜容、治疗贫血、延缓衰老，抗疲劳等作用[42]。除保健品外，枸杞食品也越来越为人们所接受。主要成分为枸杞多糖发酵液、牛奶、白砂糖的枸杞酸奶，有着对肝损伤和化学性损伤的保护作用，对肠粘膜稳定，发挥肠道物理屏障作用也有着一定意义[43]。此外，利用枸杞多糖的抗疲劳功效，可将枸杞多糖与绿原酸、大豆异黄酮等组分组合成具有缓解抑郁症功效的药物[44]。由于枸杞多糖还具有抗炎的作用，因此可用于创伤修复等领域，如枸杞多糖与骨髓间充质干细胞、蛇床子素、白藜芦醇苷等组分配伍后，可制成促进皮肤创口修复的生物制剂，分析显示，该制剂具有良好组织相容性、不会引起免疫排斥反应、创口愈合速度快、治疗效果好等优点[45]。肠道调节也是机体免疫的重要组成部分，枸杞多糖、香菇多糖和灵芝多糖等构建的多糖组合物是肠道调节剂，具有良好的抵抗肠道微生物菌群失调、维护肠道正常微生物菌群结构的肠道调节功效[46]。

5 结论

尽管目前对于枸杞多糖的结构与功能的研究都有了一定的研究进展，但是对于枸杞多糖的结构的探究，结构与功能间的关系，与细胞相互作用的分子机理，衍生改造的修饰方法等问题亟待进一步研究。