植物多糖免疫调节作用机制及研究进展

植物多糖免疫调节作用机制及研究进展
植物多糖的免疫调节作用研究进展
[摘要] :植物多糖具有免疫调节的作用,通过对机体免疫系统的调节,达到对机体的免疫调节作用,从而维持机体的正常生命活动。本文从植物多糖对机体T淋巴细胞、B 淋巴细胞、巨噬细胞、细胞因子的影响来综述植物多糖对机体的免疫作用机制,进一步综述了植物多糖在免疫调节作用相关领域的研究进展,并对植物多糖的未来研究方向与发展进行了展望。
[关键词] :植物多糖;免疫调节;作用机制;研究进展。
植物多糖是一类潜在的天然免疫调节剂,具有来源广泛、易被人体接受、对人体无毒无害和价格低廉等优点,是近年来国内外研究的热点。目前发现有明确药物效应的植物多糖有上300多种,它们具有调节免疫功能、抗肿瘤、抗病毒、抗氧化、抗衰老、降血糖和降血脂等药理作用[1]。许多的研究人员在这些领域取得了研究进展:Cheung[2] 等从冬虫夏草中提取虫草多糖,证明虫草多糖在免疫应答方面具有极其重要的作用;王国秀等[3] 研究香菇多糖、灵芝多糖、黄芪多糖、人参多糖、海带多糖和地衣多糖有增强细胞免疫、体液免疫和非特异
免疫功能;Nauts等人在1946年第一个发现多糖可以诱导在癌症患者完全缓解[4]。本文就近年来植物多糖有关研究的免疫调节作用机制及相关领域研究进展进行了综述。
1植物多糖概述
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1.1 植物多糖的定义与种类
多糖(polysaccharide)是存在于自然界的醛糖和(或)酮糖通过糖苷键连接在一起的聚合物,它是生物体内除蛋白质和核酸以外的又一类重要的信息分子[5]。植物多糖,又称植物多聚糖,是植物细胞代谢产生的聚合度超过10个的聚糖,是由许多相同或不同的单糖以α一或β一糖苷键所组成的化合物,普遍存在于自然界植物体中,包括淀粉、纤维素、多聚糖、果胶等。由于植物多糖的来源广泛,不同种的植物多糖的分子构成及分子量各不相同。常见的植物多糖有茶多糖、枸杞多糖、魔芋甘露聚糖、银杏叶多糖、海藻多糖、香菇多糖、银耳多糖、灵芝多糖、黑木耳多糖、茯苓多糖等,植物多糖具有明显的机体调节功能和防病作用。有些植物多糖如淀粉、纤维素、果胶,早已成为人们日常生活中的重要组成部分。
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1.2 植物多糖的作用领域
音乐ic现今植物多糖研究日益受到关注,国际科学界甚至提出21世纪是多糖的世纪;科学实验研究显示,许多植物多糖具有生物活性,具有包括免疫调节、抗肿瘤、降血糖、降血脂、抗辐射、抗菌抗病毒、保护肝脏等保健作用。此外,由于植物多糖优秀的吸水性和高保湿特性,植物多糖已被广泛运用到化妆品、食品、医学、餐饮界等大众生活领域中,在纯天然护肤领域,植物多糖几乎是必不可少的调和剂,以法国某天然护肤品牌为例,其旗下的所有纯植物护肤品里都会用到植物多糖,这种来自于大自然的高保湿成分,与其他药用护肤成分搭配在一起,能给肌肤更好的保护。
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2.1 对T淋巴细胞的影响
T细胞是淋巴细胞的主要组分,它具有多种生物学功能,如直接杀伤靶细胞,辅助或抑制B细胞产生抗体,对特异性抗原和促有丝分裂原的应答反应以及产生细胞因子等,是身体中为抵御疾病感染、肿瘤而形成的英勇斗士。T细胞产生的免疫应答是细胞免疫,细胞免疫的效应形式主要有两种:与靶细胞特异性结合,破坏靶细胞膜,直接杀伤靶细胞;另一种是释放淋巴因子,最终使免疫效应扩大和增强。Popov 等[6] 用一种浮萍的果胶提取物(lem
nan)与卵清蛋白(OVA) 共同对小鼠进行口服免疫,结果发现lemnan 能够增强OVA的迟发性超敏反应(DTH)以及血清抗OVA IgG 反应,lemnan 可以通过诱导Th1 和Th2型反应表现出佐剂活性。Wang 等[7] 制备了两种中草药复方成分,即淫羊藿多糖加蜂胶黄酮、黄芪多糖加人参皂苷,分别进行了体外细胞实验,发现两种成分在一定的剂量下都能够显著增强体外培养的鸡T淋巴细胞IL-2 mRNA的表达,证实这两种成分与IL-2具有免疫协同作用。枸杞子多糖( Lycium barbarum polysaccharide, LBP) 是一种常用的免疫促进剂,它能够协助由conA 引起的脾淋巴细胞转移, 增强对T细胞依赖性抗原的抗体反应,表明LBP能够选择性增强T细胞免疫应答。经研究发现,LBP对T细胞作用的机制主要分为两种:增加T 细胞表面E受体的数量和直接增加T细胞数量。
2.2 对B淋巴细胞的影响
B淋巴细胞来源于骨髓的多能干细胞。B细胞表面有多种膜表面分子,借以识别抗原。B细胞表面分子主要有白细胞分化抗原、MHC以及多种膜表面受体,B淋巴细胞数量的多少直接影响了人体的体液免疫的强弱。桦褐孔菌BELYU1102 中提取分离得到1种水溶性的胞内多糖,研究发现该糖能激活B淋巴细胞,促进IgM免疫球蛋白产生,并能促进巨噬细胞分泌IL-1β,IL-6,TNF-α,INOS,通过增强机体免疫力发挥间接的抗肿瘤作用[8]。六
味地黄多糖CA4-3口服给药环磷酰胺处理对小鼠皮细胞抗体生成反应能力低下具有明显改善作用,体外应用可直接促进小鼠B淋巴细胞增殖反应,提升脾细胞产生抗体IgG水平[9]。从针裂蹄中提取出的含有五种单糖成分的多糖—蛋白复合物能够特异性地促进B细胞增殖,且这种作用不会被多粘菌素B所抑制,体现出了相比脂多糖的优势[10]。可见,植物多糖可以起到刺激B细胞活化和增殖的功能。
2.3 对巨噬细胞的调节作用
巨噬细胞是机体内重要的免疫细胞,能主动吞噬和清楚颗粒性外来抗原或直接杀伤病原微生物,并能分泌多种生物活性物质,几乎可以参与机体内所有免疫反应。多糖可以通过激活巨噬细胞,增强巨噬细胞的吞噬作用,促进合成和释放单核因子,活化淋巴细胞,从而激活对肿瘤细胞的免疫应答。Bai等[11] 从南极适冷菌中提取得到1种杂多糖(heteropolysaccharide,PEP),研究发现PEP 能激活小鼠腹膜巨噬细胞,促进一氧化氮NO、肿瘤坏死因子TNF-α、白介素IL-2的分泌,NO能与Toll样受体结合从而激活核转录因子通路NF-κB,NF-κB的激活又增加了TNF-α,IL-2,NO的释放,结果显示PEP具有免疫调节作用。灵芝多糖可以激活小鼠巨噬细胞RAW264.7,增强巨噬细胞的吞噬作用,在5~
50 mg·L-1成剂量依赖性,并且对人乳腺癌细胞MDA-MB-231的生长具有抑制作用[12]。Wu等[13] 研究发现冬虫夏草中的cordysinan杂多糖可以明显促进巨噬细胞的功能。因此,植物多糖起到对巨噬细胞的活化具有激活促进的作用。
2.4 对细胞因子的调节作用
细胞因子是由淋巴细胞、单核巨噬细胞以及相关免疫细胞产生的具有免疫调节功能的一类蛋白类物质,是免疫系统重要的信息分子。近年来研究发现,多糖有促进细胞因子产生的作用,其中IL-2、IL-6、IL-1β、TNF、IFN-γ在免疫应答中充当着十分重要的角。Guo 等[14]研究表明饲粮中补充ABP能调节细胞因子的释放,缓解了断奶仔猪的免疫应激。Qiu 等[15] 研究表明AP可有效促进血清中IL-2、IFN-γ的分泌;Zhu等[16] 研究表明ABP能提高老鼠血清中IFN-γ、TNF-α含量,增强TH1型免疫应答来控制疟疾的扩散。作为一种免疫的信息分子,细胞因子的正常释放对于增强相关的免疫效应具有重要的意义,植物多糖促进细胞因子的释放的免疫学效应,有利于维持人体正常的免疫机能。
3植物多糖的研究进展
3.1 抗肿瘤领域
世界卫生组织在2008年出具了一份世界范围内当年癌症患者为1270万,760万人死于
癌症,并且预计到2030年将会有超过2100万例新增癌症患者和1300万的死亡人数。与此同时,世界卫生组织(2011)也声明,超过30%的癌症死亡患者可以被或避免[17]。癌症成为了当今时代威胁人类的重大杀手,以至于人们“谈癌变”。科学家们对于癌症的研究一直在进行。从天然植物中提取的多糖被视为有效的生物修饰符,他们被广泛的用来癌症、免疫缺陷、慢性感染[18]。植物多糖的天然活性物质中的抗肿瘤成分,必将会减少今后癌症患者的新增量和死亡率。天然植物多糖的相关研究与发展,将对21世纪的人们的健康状况带来革命性的改变与影响。
3.2 降血脂、降血糖领域
正常情况下,人体内脂质的合成与分解保持一个动态的平衡,一旦平衡遭到破坏,血脂含量的增高将使动脉内膜受到损伤而导致动脉粥样硬化,从而诱发心脑血管疾病。因此,降低血脂含量对于防治心血管疾病具有重要意义。现代医学研究表明:摄取一定量的植物多糖,能够有效地预防和抑制“三高”类疾病的发生。世界上先进水平的降血脂制剂及心脑血管等疾病药物的功能因子大都来源于多糖类化合物。龙胆多糖[19] 能显著降低高脂模
型鼠的三酰甘油(TC),总胆固醇(TG),低密度脂蛋白(LDL-C),而高密度脂蛋白(HDL-)明显高于高脂模型组。表明龙胆多糖具有明显的降血脂作用。南瓜多糖[20] 使糖尿病小鼠的TC、TG、LDL-C显著降低,HDL-C极显著升高;并且南瓜多糖的降血脂效果与优降糖相比无显著差异。植物多糖的相关研究与突破,将会对目前数量庞大的“三高”人带来福音。
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3.3 抗病毒领域
大多数多糖对各种病毒,如免疫缺陷病毒( HIV)、肝炎病毒、流感病毒( influenza A virus) 、单纯疱疹病毒( HSV)、巨细胞病毒( CMV) 等有抑制作用。松塔多糖、海带多糖、香菇多糖、裂褶菌多糖、灵芝多糖、灰树花多糖等都具有抗HIV 的作用[21] 。王辉等[22]的试验结果证明匍扇藻多糖具有较高的抗单纯疱疹病毒活性。植物多糖的抗病毒的机制可分两类:一是对病毒的直接抑制作用。植物多糖阻止病毒对机体的附着,病毒对宿主细胞的侵入,以及抑制病毒复制;二是间接作用,即调节机体免疫系统、增强机体抗病毒的免疫反应。
4总结与展望
植物多糖作为珍贵的药品和保健品资源,备受人们的青睐,市场需求越来越大。研究证明,植物多糖具有免疫调节、抗肿瘤以及降血糖、抗氧化等生物活性,在预防疾病及开发保健产品上优于其他化合物,具有广阔的开发应用前景。
近几年,植物多糖产品开始在市场上活跃,但大都为初级产品,没有较强的竞争力。植物多糖保健食品加工形式多样,如多糖类茶叶、多糖类糖浆、多糖类冲剂、多糖类胶囊等。
随着人们生活水平的提高,生活压力增大,大多数人处于亚健康状态,对保健品的需求越来越大,而植物多糖保健品的开发和利用将有很大的生存和发展空间。植物多糖产业快速健康发展还需对植物多糖的进一步开发研究,促进植物多糖高技术、高附加值产品的开发生产。植物组织培养繁殖技术和栽培技术的发展,分子标记技术在植物多糖资源研究中的应用,以及从遗传水平上筛选差异显著的植物多糖品种,研究其多糖含量,为今后开发植物多糖保健系列产品奠定基础。21世纪植物天然活性多糖将会在食品工业以及其他行业中得到进一步的推广和应用,21世纪将可能会成为多糖主导的世纪。
希伯来神话
[参考文献]
[1]Zhang, M., Cui, S. W., Cheung, P. C., & Wang, Q. Antitumor polysaccharidesfrom mushrooms: A review on their isolation process, structural characteristicsand antitumor activity. Trends in Food Science & Technology[J]. 2007,18, 4–19.

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