天然多糖的生物功能

天然多糖的生物功能摘要：天然多糖是生物体合成的，位于细胞壁、细胞内、细胞间以及分泌质细胞外的生物大分子，是生命活动的必需成分。天然多糖在生物体内是生物体结构的组组成部分、能量储存物质、保护物质、调控和修饰蛋白质的结构和功能、细胞之间相互作用与信息传递。生物体内存在的糖分子在机体的生命活动中扮演着重要角色，它的生物学功能丰富多样。特别是糖的分子识别和信息传递功能，人们对他的认识还刚刚开始。糖生物学研究作为基因组时代的最重要的研究领域之一，已逐渐成为生命科学领域的研究热点。关键词：天然多糖、免疫调节、抗肿瘤、抗病毒、疫苗1.多糖免疫增强与免疫调节作用1.1多糖免疫功能概述1.1.1作为生物应答调节剂调节或增强机体的调节功能免疫系统使机体的防御系统，对外承担抵御各种微生物病原体的入侵和清除功能，保护机体免受各种侵袭性疾病的困扰，维持机体于外环境的协调平衡；对内测负责维护机体内环境的稳定和平衡，清除衰老、损伤和凋亡的细胞，灭杀肿瘤细胞，监视可能发生的恶变细胞，并通过细胞因子网络和信号转导途径调控免疫系统精准高效运行。免疫系统和免疫功能正常是机体健康的保证。然而在某些病理情况下免疫系统的功能往往受到损害，导使机体免疫功能下降，如在艾滋病、肺结核、糖尿病、肿瘤、创伤、辐射等情况下都会出现免疫功能低下或抑制，在这种情况下，应用多糖制剂干预治疗可增强和激活免疫细胞的功能，使机体免疫系统恢复正常，大大提高机体抵抗各种疾病的能力。1.1.2作为疫苗刺激或辅佐机体建立特异性免疫应答一些细菌的荚膜多糖或细胞壁聚糖是免疫细胞识别的靶点，能刺激机体免疫系统产生针对该病原菌的特异免疫应答，因而可作为疫苗预防相应疾病。已开发的细菌荚膜多糖疫苗在预防由肺炎链球菌、脑膜炎球菌、流感嗜血杆菌、伤寒杆菌等引起的侵袭性疾病方面发挥了重要作用。将细菌多糖与蛋白质偶联研制的新一代细菌多糖结合疫苗更是克服了单纯多糖疫苗为非T细胞依赖抗原、免疫原性弱及不能诱导免疫记忆等不足，大大提高了多糖疫苗的免疫效果。多糖结合疫苗能增加多糖抗原的免疫原性，实现抗原类型的转变（TI-抗原向TD-抗原转变），诱生保护性IgG类抗体，并产生记忆性B细胞，使机体获得更有效、更长时的保护。1.2.天然多糖对免疫细胞/免疫分子功能的调节1.2.1多糖对巨噬细胞免疫功能的影响大量的研究表明，天然多糖是强有力的巨噬细胞激活剂，能刺激和调节巨噬细胞的各种功能，活化的巨噬细胞发挥着强大的免疫效应功能。一些多糖的抗瘤功能也与多糖激活巨噬细胞密切相关。多糖在体内、体外对局势细胞的免疫调节作用已被广泛研究，其对巨噬细胞免疫调节作用主要表现在以下方面：提高巨噬细胞的吞噬能力；刺激巨噬细胞一氧化氮的合成和活性氧的产生；刺激巨噬细胞分泌细胞因子，发挥免疫调理与递呈抗原功能。多糖还能抑制脂多糖诱导的巨噬细胞炎性细胞因子的分泌，具有抗炎作用。1.2.2多糖对特异性免疫细胞的免疫调节作用机体特异性免疫细胞主要包括T淋巴细胞和B淋巴细胞。T淋巴细胞是免疫系统中最重要的免疫细胞，处于免疫应答的中心地位。T淋巴细胞是高度不均一（异质）的群体，分为不同的功能亚群。辅助T细胞亚群（Th细胞，CD4+）通过分泌细胞因子活化和调节其他面细胞的功能。CD4+Th细胞又可极化为Th1和Th2亚群，Th1和Th2两个亚群分泌不同的细胞因子，分别介导细胞免疫和体液免疫应答。细胞毒性T淋巴细胞是机能强大的特异性杀伤细胞，经抗原致敏后释放出各种细胞毒性物质杀伤靶细胞。B淋巴细胞是机体体液免疫的主要承担者，通过分泌抗体发挥免疫防御功能。根据目前文献的报道，天然多糖对T细胞、B细胞的免疫功能调节作用主要可归纳为以下几个方面：刺激T/B细胞增殖，提高淋巴细胞的数量和活性抑制淋巴细胞凋亡，拮抗抗肿瘤细胞药物引起的白细胞数量下降；促进B淋巴细胞发育和分化，提高脾脏抗体形成细胞数目，促进B细胞抗体形成产生；刺激Th细胞分泌细胞因子；调节t细胞CD4+或CD8+细胞亚群的生成或比例平衡；调节Th1和Th2细胞的平衡；增强抗原特异性CTL细胞的杀伤活性。2.多糖抗肿瘤作用2.1具有抗肿瘤作用多糖概述2.1.1真菌多糖真菌多糖是从真菌子实体，菌丝体、发酵液、包子中分离出的大分子多糖。目前报道的具有生物活性的真菌多糖除了少数外多为来源于担子菌门的真菌。最具代表性的真菌多糖有香菇多糖，裂褶菌多糖、灵芝多糖、灰树花多糖、桑黄多糖，姬松茸多糖、云芝多糖、茯苓多糖等。真菌多糖具有免疫调节、抗感染、抗辐射、降血糖、预防和治疗肿瘤、抗疲劳等多种生物学功能，是重要的天然药用活性成分和保健品。在真菌多糖的各种生物学功能中，其抗肿瘤和免疫增强作用非常突出，这无疑成为人们最感兴趣和关注的焦点，因而真菌多糖也是目前多糖研究领域中最活跃、研究比较深入的一类多糖。一些真菌多糖已经进入临床试验。真菌多糖具有的另一个优势，是可以通过生物工程技术进行发酵培养获得，在规模化应用方面有着广阔的前景。2.1.2植物多糖植物多糖也是高等植物生物活性成分之一。文献报道的具有抗肿瘤作用的植物多糖有当归多糖、芦荟多糖、黄芪多糖、仙人掌多糖、枸杞多糖、花粉多糖、红毛五加多糖、山药多糖、人参多糖、半枝莲多糖，白花蛇舌草多糖、刺五加多糖、防风多糖等。我国有丰富的中草药资源，许多从中草药植物中提取的多糖均有良好的抗肿瘤作用。近些年来，我国科技工作者运用现代生物医药学理论和技术对中草药植物多糖生物活性进行了广泛的筛选和研究，其中一些研究比较系统深入。2.2多糖抗肿瘤作用2.2.1多糖抗肿瘤作用研究方法目前对多糖抗肿瘤作用的研究主要从体外研究和体内研究两个方面进行。体外研究主要是通过细胞培养技术培养各种肿瘤细胞株，加入待测多糖孵育，然后检测细胞或培养上清液的各种指标，如对肿瘤细胞的生长抑制、凋亡诱导、表型改变、蛋白质表达或mR-NA表达、肿瘤黏附与浸润性等，以分析评价多糖的抗肿瘤潜能，其次可采用培养的免疫细胞、肉皮细胞或其他细胞模型仪测定多糖的其他功能作用，如免疫调节、抗血管生成等。体内试验主要是通过建立荷瘤动物模型或肿瘤转移动物模型，通过连续灌胃或注射对实验组动物进行多糖处理，经过一段时间，再经间接体内法观察和检测受试动物的各种生理生化指标。具抗肿瘤作用的多糖一般能治疗组荷瘤动物瘤体缩小，病灶转移数目减少，动物生存期延长，各项免疫功能指标得到提高或改善，机体抗氧化能力增强等。在临床研究中，则是通过观察和检查肿瘤患者服用或注射多糖制剂后，对肿瘤治疗的减毒增效作用，以及对患者生理状况的整体改善情况。2.2.2多糖抗肿瘤作用主要表现在以下几方面（1）多糖通过免疫途径发挥抗瘤作用，具体表现在激活体外培养的免疫细胞；增强和提高荷瘤动物受抑制的免疫功能；拮抗和恢复放疗、化疗导致的机体免疫功能的损伤；加强和协同抗肿瘤特异抗体的抗瘤作用；作为佐剂，可提高某些瘤苗的免疫效果。（2）多糖抑制肿瘤细胞的生长和转移，表现为抑制瘤细胞增殖；诱导肿瘤细胞凋亡；抗肿瘤血管生成和抑制瘤细胞侵袭转移。（3）多糖药物协同放疗/化疗的作用。（4）多糖具防癌和抗突变作用。3.总结自20世纪50年代末人们发现真菌多糖具有抗肿瘤活性以来，多糖受到越来越多的关注。大量的研究资料表明，各种生物材料中提取分离的天然多糖及糖复合物，具有多种多样的生物功能，其作为一类重要的生物应答调节剂已日益受到人们的重视，并已成为创新药物研制的发展方向之一。多糖资源的开发和利用已是生物技术产业又一新兴领域，展现出有人的前景。参考文献：1.董兰风，张英俊，刘京生，等.2006.附子多糖阿毒素长循环热敏脂值体的抗肿瘤作用及其机制探讨.细胞与分子免疫学杂志，22（4）：485-4622.辜红梅，蒙义文，等.2009.黄精多糖的抗单纯疱疹病毒.应用环境生物学报，9（1）：21-233.刘德纯，党诚学，白纪纲，等.2004.硫酸昆布多糖在仓鼠胰腺肝癌转移模型中抑制作用的研究.中华肝胆外科杂志，（12）：719-7214.韩雪，刘安军，等.2009.猪软骨多糖作为免疫佐剂的肝癌疫苗激发抗肿瘤细胞免疫.现代食品科技，（7）：71,725.刘端勇，等2008.黄芪多糖调节小鼠小肠粘膜淋巴细胞因子的表达.中国中医基础医学杂志，14（9）：692,6936.刘向红，等.2007.罗勒多糖对人数突细胞抗原摄取功能及共刺激分子表达的影响.中华微生物学和免疫学杂志，（9）：31-337.沈叶寿，等.2007.桑黄胞内多糖抗肿瘤效应的实验研究,癌变.畸变.突变，（4）：12,138.王爱云，等.2009.茯苓多糖修饰物抗肿瘤作用及其机制研究.中草药，（2）:289-2919.徐晗，等.2007.天然产物中抗补体活性成分.中国天然药物，5（5）：322-33210.徐叔云，等.2002.药理试验方法学.第三版.北京：人民卫生出版社