中药糖类成分生物活性及应用研究进展

刘闯 ，赵新月 ，田颖颖 ，于尚玥 ，李依林 ，田时秋 ，裴海鸾 ，左泽平 ，王志斌，

1.北京中医药大学，北京 100029；2.北京中研同仁堂医药研发有限公司，北京 100079

糖类在中药中普遍存在，但由于传统中药临床使用方式的局限，糖类易在制备中被忽视而流失。但随着科技发展和新技术、新思路在中医药研究中的推广应用，发现中药糖类及其衍生物具有多种生物活性，如茯苓多糖具有抗肿瘤活性[1]、巴戟天寡糖具有抗抑郁活性[2]、黄芪多糖可增强免疫[3]等。本文对近年中药糖类的生物活性研究及其应用进行概述，以期为进一步发掘、研究、应用中药糖类提供借鉴。

1 中药糖类概述

1.1 中药寡糖

寡糖是指由2～10个糖苷键聚合而成的化合物，常与蛋白质或脂类共价结合，以糖蛋白或糖脂的形式存在。中药寡糖的组成单位中，单糖以五碳呋喃糖和六碳吡喃糖为主。寡糖存在于多种中药及其复方制剂中，如蔗糖（板蓝根），龙胆二糖（龙胆），芸香糖（芸香），棉子糖、水苏糖（毛蕊花），甘露三糖、楝二糖（地黄），此外，远志、大蒜、白果、牛蒡、蜂蜜、刺五加及中药饴糖制剂等中均含有不同种类的寡糖成分。中药寡糖具有广泛适用范围和应用前景，相关研究较多[4]。

1.2 中药多糖

多糖由超过10个单糖分子缩合、失水而成，是聚合程度不同的物质的混合物，在中药及其复方制剂中应用广泛。植物类中药多糖有纤维素、淀粉、黏液质、果聚糖（菊糖、麦冬多糖、桔梗多糖）、树胶（没药含64%树胶）等；菌类中药多糖有猪苓多糖、茯苓多糖、灵芝多糖等；动物类中药多糖有肝素、透明质酸、硫酸软骨素、甲壳素等。因中药多糖种类丰富且生物活性多样，其提取、纯化、修饰和生物活性的研究较多[5]。

2 中药糖类生物活性

2.1 抗抑郁作用

巴戟天寡糖胶囊主要成分为巴戟天低聚寡糖，研究表明，巴戟天寡糖胶囊可降低抑郁症患者血浆白介素（IL）-6和肿瘤坏死因子-α（TNF-α）水平，改善患者抑郁症状[6]，治疗轻中度抑郁症（肾阳虚证）急性发作期安全、有效[7-8]。对巴戟天水提醇沉物进行分离可得到菊粉型寡糖（耐斯糖、菊粉五糖、菊粉六糖、菊粉七糖），菊粉型寡糖可升高小鼠大脑海马区和纹状体中的多巴胺水平，缩短小鼠强迫游泳时间和悬尾不动时间，具有一定的抗抑郁活性[9]。

2.2 神经保护作用

枸杞多糖通过抑制核因子κB（NF-κB）信号通路活化，对H2O2诱导的神经细胞损伤有保护作用[10]。黄芪多糖可能通过抑制细胞色素（Cyt）-C及半胱氨酸蛋白酶-3/9信号通路，改善阿尔茨海默病大鼠认知功能，减轻海马组织病理损伤，抑制神经元凋亡[11]。香菇多糖预处理可减少急性弓形虫感染小鼠CD8+T细胞通过血脑屏障进入中枢神经系统，降低脑组织中CD8+IFN-γ+T细胞数量，调节神经递质分泌水平，从而改善小鼠脑组织炎症反应，提高小鼠存活率，对急性弓形虫感染小鼠中枢神经系统损伤具有保护作用[12]。霍山石斛多糖可缓解1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶诱导的帕金森病小鼠运动缺陷，降低炎症损伤[13]。多种富含多糖的植物提取物通过促进神经突起和调控NFκB、磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）-蛋白激酶B（Akt）、丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）、核因子相关因子2/血红素加氧酶-1（Nrf2/HO-1）信号通路发挥神经保护作用[14]。

2.3 抗缺血再灌注损伤

中药寡糖类成分可直接或间接促进造血干细胞增殖和分化，从而治疗心血管疾病。巴戟天寡糖可改善心肌细胞能量代谢，减轻去卵巢大鼠心肌缺血再灌注损伤程度[15]；亦可减轻子宫缺血再灌注损伤后的炎症反应，抗子宫缺血再灌注损伤[16]。

2.4 调节肠道菌群及促进胃肠道黏膜损伤修复

银杏叶多糖可降低发酵液pH值，促进肠道微生物分泌乳酸、乙酸、丙酸和丁酸，并可促进肠道微生物总菌、拟杆菌属、双歧杆菌属和乳酸杆菌属增殖，具有一定的益生活性[17]。黄芪多糖通过影响细胞迁移多胺信号通路，尤其是通过调节Ca2+Cyt上下游相关指标促进细胞迁移，从而修复胃肠黏膜损伤[18]。

2.5 调节血糖作用

在调节血糖方面，中药寡糖类可改善胰岛B细胞功能、增强胰岛素敏感性、抑制葡萄糖吸收，从而调节血糖。研究发现，地黄寡糖可改善高胰岛素诱导的人肝癌细胞HepG2的胰岛素抵抗[19]，促进地塞米松诱导的3T3-L1前脂肪细胞增殖，抑制3T3-L1脂肪细胞增殖，改善地塞米松诱导的胰岛素抵抗[20]。麦冬寡糖通过调控PI3K-Akt胰岛素信号通路，改善2型糖尿病大鼠胰岛素抵抗及糖脂代谢紊乱[21]。

中药多糖通过抑制氧化应激、抵抗炎症反应、促进葡萄糖转运等方式改善胰岛素抵抗。甘草多糖、白芷多糖、肉桂多糖等通过调节糖脂代谢，改善胰岛素抵抗，发挥降血糖作用[22-24]。从蜈蚣中分离纯化出的新型多糖CMP-2B可抑制α葡萄糖苷酶活性，提高胰岛素抵抗HepG2细胞的葡萄糖消耗、糖原合成和丙酮酸激酶活性[25]。

2.6 调节免疫作用

中药寡糖类通过不同途径调节、提高免疫能力，如党参寡糖可通过调节MAPKs信号通路促进RAW264.7细胞增殖，增强吞噬能力，提高TNF-α、一氧化氮（NO）和IL-6分泌水平，具有一定的免疫调节活性[26]。

中药多糖类具有双向免疫调节作用，用于自身免疫性疾病、超敏反应和移植排斥反应等免疫性疾病的治疗。天冬多糖可促进脾淋巴细胞增殖，刺激相关细胞因子（TNF-α、IL-1β、IL-6）分泌，具有一定的免疫调节活性和抗氧化活性[27]。水芹多糖可促进RAW264.7巨噬细胞增殖及NO产生，并增强RAW264.7细胞的吞噬能力[28]。石见穿多糖可提高小鼠免疫能力，减轻肿瘤病理变化，促进肿瘤细胞凋亡，可能与激活抑癌基因PTEN有关[29]。灵芝多糖可减轻肝纤维化小鼠肝损伤，改善其免疫功能，缓解肝纤维化程度，作用机制可能与抑制Wnt/β-catenin信号通路有关[30]。甘草多糖通过Toll样受体4和下游p38、JNK及NF-κB信号通路促进人单核细胞衍生的树突状细胞（DC）和小鼠骨髓衍生的DC成熟及细胞因子分泌；此外，甘草多糖可改善环磷酰胺的不良反应，提高环磷酰胺诱导的免疫抑制小鼠免疫力，因此甘草多糖可用于癌症治疗，以改善化疗的不良反应，并增强免疫力[31]。发酵巴戟天多糖（诺丽）对RAW264.7巨噬细胞和Balb/c小鼠有免疫调节作用[32]。

2.7 抗肿瘤作用

中药多糖可通过改善低氧、低营养和酸性环境，诱导细胞凋亡，抑制细胞侵袭分化，抑制细胞周期，抗新生血管生成，调节炎症介质等发挥抗肿瘤作用。石见穿多糖对H22荷瘤小鼠具有一定的抗肿瘤作用，其机制可能与免疫调节与抗凋亡作用有关[33]。羊肚菌多糖可能通过PI3K-Akt信号通路调控S180肿瘤细胞代谢、迁移、细胞周期等，以抑制S180肿瘤[34]。白花蛇舌草多糖可能通过降低缺氧诱导因子-1α、葡萄糖转运蛋白GLUT1、HK2表达，进而抑制鼻咽癌裸小鼠肿瘤[35]。枸杞多糖可影响肝癌大鼠血管内皮生长因子和G1/S-特异性周期蛋白-D1蛋白表达，对肝癌大鼠二乙基硝胺诱导的氧化性肝损伤具有保护作用[36]。

黄芪多糖通过抑制AKT信号通路，增强阿帕替尼对人胃腺癌细胞系AGS细胞的抗肿瘤作用[37]。黄芪膜多糖可通过诱导细胞凋亡抑制实体瘤生长，并可激活抗肿瘤相关免疫细胞，促进肿瘤微环境的厌氧代谢，从而引起S180肿瘤细胞凋亡[38]。

2.8 抗氧化作用

中药多糖可清除自由基、增强抗氧化酶活性、抑制脂质过氧化物产生、保护细胞器、抑制细胞凋亡。研究表明，莲子心多糖具有较好的DPPH自由基、ABTS+自由基和超氧阴离子自由基清除能力[39]。桔梗多糖可改善2型糖尿病大鼠脂代谢水平和氧化应激水平，具有较好的抗氧化活性[40]。铁皮石斛多糖可能通过激活Nrf2/SKN-1和寿命调控因子途径拮抗氧化应激，从而延缓线虫衰老[41]。冬虫夏草多糖可刺激小鼠脾细胞增殖，增强腹腔巨噬细胞吞噬中性红，增加血清中IL-2、TNF-α水平，表现出抗氧化活性[42]。

2.9 抗疲劳作用

中药多糖可通过促进糖原合成、减少运动代谢产物、增加耐缺氧能力等提高机体抗疲劳能力，预防与消除运动性疲劳，如当归多糖、铁皮石斛多糖、枸杞多糖、五味子多糖[43-45]。研究表明，当归多糖可延长小鼠疲惫游泳时间，提高血糖、血红蛋白、肝糖原和肌肉糖原活性水平，降低小鼠血乳酸水平，具有抗疲劳活性[46-47]。

3 中药糖类应用前景

3.1 中药寡糖类

寡糖具有较高的溶解度和生物利用度，且分子量较小，结构明确，可在体内与特定酶结合发挥活性，产生不良反应较少。中药寡糖的特殊生物活性在医疗保健领域的作用优势和巨大潜力引起关注，寡糖药物研发具有应用前景。

目前，对于中药寡糖类生物活性的研究路径较为清楚，从基因组学、蛋白组学研究其药理作用的分子机制，从细胞增殖、细胞代谢探讨机体系统的异常反应，从行为学研究动物面对刺激的反应。中药寡糖研究主要集中于少数品种，如巴戟天、地黄、远志等，药物品种稀少，如巴戟天寡糖胶囊（中药五类新药，抗抑郁）、地黄寡糖胶囊（中药五类新药，调节血糖，治疗糖尿病）、麦冬寡糖（中药五类新药，抗2型糖尿病）。相对于丰富的中药资源，中药寡糖亟需进行系统深入研发。

3.2 中药多糖类

中药多糖类生物活性的研究更为广泛，单味中药多糖常含有多种生物活性，如抗疲劳、抗衰老与抗氧化活性时常并存，糖脂代谢与氧化应激也多作共同研究。中药多糖制剂多具免疫调节作用，临床联合用药减毒增效作用显著，尤其是癌症的药物治疗，可减轻化疗药物引起的不良反应，提高机体免疫力，增强抗肿瘤效果。目前已有多个中药多糖品种上市，如猪苓多糖、香菇多糖、黄芪多糖、人参多糖等。

尽管中药糖类的生物活性研究已经取得了很大进展。但中药寡糖类药物的实际应用除巴戟天寡糖外仍然十分少见，中药多糖类药物种类较多，但对于中药复方多糖的研究较少，难以阐明中药复方配伍机制及发挥药效的分子机制。因此，未来中药寡糖的研究方向应趋向于制剂化研究及临床试验，中药多糖应加强联合用药、复方配伍机制研究，从而最大限度发挥中药多糖的生物活性，为相关疾病的预防、治疗提供帮助。