植物多糖的免疫調(diào)節(jié)作用及其機制研究進展

尚慶輝 解玉懷 張桂國 姜淑貞 楊在賓 楊維仁 張崇玉

(山東農(nóng)業(yè)大學動物科技學院，泰安 271018)

植物多糖是廣泛存在于植物體內(nèi)，經(jīng)過提取分離得到的一類天然大分子活性物質(zhì)。它是由單糖之間脫水形成糖苷鍵，并以糖苷鍵線性或分枝連接而成的多于20個糖基的鏈狀聚合物［1］。多糖的糖苷鍵分為α型和β型2種，常見的糖苷鍵有 α－1，4、β－1，3、β－1，6 和 α－1，6。多數(shù)具有突出生物活性的多糖都具有β(1→3)－D－葡聚糖的主鏈結(jié)構(gòu)［2］。在較早研究中藥活性物質(zhì)時，常將其中的多糖成分作為無活性物質(zhì)除去［1］;直到20世紀50年代，真菌多糖的免疫調(diào)節(jié)作用被發(fā)現(xiàn)，自此人們開始了對多糖結(jié)構(gòu)與功能的探究;20世紀80年代以后，隨著研究的深入，人們逐步認識到植物源性多糖來源的廣泛性、生物學功能的多樣性，作為新興飼料添加劑具有無毒、無害、無殘留、功能性強等特點，隨后，植物多糖的生物活性功能及其作用機理逐漸成為了新的研究熱點。目前報道的天然植物多糖已有上百種，如刺五加(Acanthopanax senticosus)多糖［3］、黃芪(Astragalus membranaceus)多糖、牛膝(Achyranthes bidentata)多糖［4］等。研究表明，眾多的植物多糖具有免疫調(diào)節(jié)作用，是天然免疫調(diào)節(jié)劑，可以激活T/B淋巴細胞［5］、巨噬細胞［6］、自然殺傷(NK)細胞［7］等免疫細胞;促進多種細胞因子的釋放［6］;促進抗體的生成［8］;激活補體系統(tǒng)［9］等。而植物多糖對免疫細胞的調(diào)控與其對細胞信號轉(zhuǎn)導功能的調(diào)節(jié)密切相關(guān)，通過介導細胞信號通路進而調(diào)節(jié)細胞內(nèi)基因表達，實現(xiàn)對表觀性狀的調(diào)控。本文將近年來植物多糖對動物機體的免疫調(diào)節(jié)作用及其分子機制的相關(guān)研究進行了概括總結(jié)，為植物多糖免疫調(diào)節(jié)作用及其機理的更深入研究提供參考，也為新型植物多糖的開發(fā)提供新的思路。

1 植物多糖對動物機體的免疫調(diào)節(jié)作用

植物多糖的免疫調(diào)節(jié)作用是其最重要的生物活性功能，一直是人們研究的熱點。當前研究認為植物多糖的免疫調(diào)節(jié)作用主要通過以下幾個途徑實現(xiàn)。

1.1 對巨噬細胞的影響

巨噬細胞起源于單核細胞，是一種多功能效應細胞，可作為抗原遞呈細胞在機體免疫的前期階段起作用，或通過吞噬靶細胞直接起到機體免疫作用，也可通過分泌多種免疫活性物質(zhì)而發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用。在繼皮膚屏障后，它與中性粒細胞構(gòu)成了宿主防御的第1道防線［10］。植物多糖對巨噬細胞的調(diào)節(jié)作用主要體現(xiàn)在對其形態(tài)、吞噬活性、細胞因子分泌等方面的影響。

1.1.1 對巨噬細胞形態(tài)的影響

細胞形態(tài)在一定程度上能夠反映出細胞的功能，植物多糖可以通過增大巨噬細胞體積來提高機體免疫力。

研究表明，甘草(Glycyrrhiza uralensis Fisch)多糖能使巨噬細胞體積明顯增大，呈圓形、橢圓、菱形、梭形或者不規(guī)則形，還可見較長的偽足，而未添加甘草多糖的對照組很少有偽足［11］。尹美珍等［12］也在顯微鏡下觀察到艾葉(Artemisia argyi)多糖組的巨噬細胞體積顯著增大，但各組細胞形態(tài)均呈圓形、橢圓形、三角形或者不規(guī)則形，有偽足和突起。

1.1.2 對巨噬細胞吞噬活性的影響

吞噬作用是巨噬細胞最重要的功能，巨噬細胞通過吞噬作用將損傷細胞和病原體等清除以維持機體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)。植物多糖對巨噬細胞吞噬活性的影響與其濃度有一定關(guān)系，在適當?shù)臐舛确秶鷥?nèi)能促進巨噬細胞的吞噬作用。

尹美珍等［12］分別以 10、100、500 μg/mL 的艾葉多糖培養(yǎng)液培養(yǎng)巨噬細胞，發(fā)現(xiàn)100、500μg/mL的艾葉多糖能顯著提高巨噬細胞吞噬墨汁和金黃色葡萄球菌的能力，而10μg/mL的艾葉多糖組與對照組相比差異不顯著。Yu等［13］研究發(fā)現(xiàn)，純化的黑靈芝(Ganoderma atrum)多糖可以增強小鼠腹腔巨噬細胞系RAW246.7細胞的吞噬活性。

1.1.3 對巨噬細胞細胞因子分泌的影響

細胞因子主要是由免疫細胞分泌的一些小分子蛋白質(zhì)，在機體免疫和炎癥反應中發(fā)揮重要作用。巨噬細胞可以通過分泌多種細胞因子［如白介素(IL)-1、一氧化氮(NO)、腫瘤壞死因子(TNF)-α等］來發(fā)揮其功能。植物多糖可以通過調(diào)節(jié)巨噬細胞細胞因子的分泌量來調(diào)節(jié)巨噬細胞功能。

不同來源的植物多糖調(diào)控巨噬細胞分泌細胞因子的種類各異。Kim等［6］研究了蟬擬青霉(Paecilomyces cicadae)多糖對 RAW 264.7 細胞的影響，發(fā)現(xiàn) RAW 264.7細胞中 IL-1β、IL-6和TNF-α基因的表達量均增加。王德成等［14］報道，以不同濃度的牛膝多糖來刺激體外培養(yǎng)的小鼠腹腔巨噬細胞時，200μg/mL的牛膝多糖顯著促進巨噬細胞TNF-α及IL-12的分泌。

NO是由巨噬細胞分泌的另一種具有生物活性的細胞信使因子。它是由NO合成酶(NOS)催化L－精氨酸轉(zhuǎn)變而成的一種短期的生物活性自由基，在殺滅病原微生物與腫瘤細胞等方面發(fā)揮重要作用［15］。誘導型NO合成酶(iNOS)表達不依賴細胞內(nèi)鈣離子濃度的變化，一經(jīng)表達即具有催化活性，因而體內(nèi)高于生理濃度的NO通常是iNOS被活化的結(jié)果［16］。研究表明，茯苓(Poria cocos)多糖通過促進iNOS mRNA的表達及其蛋白質(zhì)的產(chǎn)生來誘導巨噬細胞分泌NO［17］。

1.1.4 對巨噬細胞內(nèi)酶活性的影響

巨噬細胞內(nèi)具有多種酶，這些酶的活性在一定程度上可以反映巨噬細胞的功能狀態(tài)。當巨噬細胞受到刺激后分化成熟，變?yōu)榛罨奘杉毎梢允辜毎麅?nèi)多種酶的活性顯著增強，更加有效地執(zhí)行吞噬、對抗原的處理及活性物質(zhì)的分泌等功能［18］。酸性磷酸酶(ACP)和酸性α－醋酸萘酯酶(ANAE)存在于巨噬細胞溶酶體中，參與巨噬細胞的多種溶酶體消化功能，前者更是巨噬細胞活化的標志［19］。酸性ATP酶(ATPase)和琥珀酸脫氫酶(SDH)均存在于線粒體中，在能量代謝、物質(zhì)的吸收及運輸?shù)冗^程中起著重要作用。植物多糖可以通過調(diào)節(jié)巨噬細胞內(nèi)酶的活性進而影響巨噬細胞的功能。

程 安 瑋 等［11］分 別 將 濃 度 為 10、100、500μg/mL的甘草多糖添加到體外培養(yǎng)的巨噬細胞中，研究其對巨噬細胞內(nèi)酶活性的影響，結(jié)果表明，與空白對照組相比，3種濃度的甘草多糖均使巨噬細胞內(nèi) ACP、ANAE、ATPase、SDH 的活性顯著增強。尹美珍等［20］分別用 10、100、500 μg/mL的艾葉多糖刺激小鼠腹腔巨噬細胞，發(fā)現(xiàn)500μg/mL的艾葉多糖可以顯著增強ACP、非特異性酯酶(NSE)和SDH的活性，而濃度為100μg/mL時只能顯著增強ACP和NSE的活性，說明一定濃度的艾葉多糖能增強體外培養(yǎng)巨噬細胞內(nèi)酶的活性。

1.2 對淋巴細胞的影響

淋巴細胞是機體最主要的免疫細胞，主要包括T、B淋巴細胞。在機體免疫應答的過程中，T淋巴細胞主要參與細胞免疫應答，B淋巴細胞主要參與體液免疫應答。植物多糖對淋巴細胞的調(diào)節(jié)作用主要體現(xiàn)在對其增殖能力、亞群結(jié)構(gòu)、細胞因子分泌等的影響。

1.2.1 對淋巴細胞數(shù)量與亞群的影響

淋巴細胞的增殖和分化是免疫應答中的一個重要環(huán)節(jié)，淋巴細胞的數(shù)量與亞群的變化對機體免疫狀態(tài)有一定的提示作用［21］。CD4+T淋巴細胞和CD8+T淋巴細胞是T淋巴細胞2重要的個亞群，二者的比例可以反映機體內(nèi)的免疫功能。一定濃度的植物多糖可以促進淋巴細胞增殖，改善淋巴細胞亞群結(jié)構(gòu)，從而調(diào)節(jié)機體免疫功能。

章世元等［5］研究表明，苜蓿(Medicago sativa)多糖和黃芪多糖在一定濃度下均能顯著促進肉仔雞血液和脾臟中淋巴細胞的增殖，其中苜蓿多糖以20μg/mL的濃度效果最好，而黃芪多糖以100μg/mL的濃度效果最好。羅強等［22］分用 25、50、100 mg/kg 3個劑量的刺五加多糖給小鼠灌胃，結(jié)果顯示各劑量組均可極顯著提高小鼠淋巴細胞轉(zhuǎn)化率和脾臟指數(shù)，100 mg/kg多糖組小鼠T淋巴細胞亞群CD3++CD4+/CD3++CD8+極顯著提高，從而增強機體正向免疫。鄒云等［4］研究牛膝多糖、白術(shù)(Atractylodes macrocephalaon)多糖以及黃芪多糖單獨或聯(lián)合使用對斷奶仔豬淋巴細胞增殖作用的影響時發(fā)現(xiàn)，單獨或聯(lián)合添加多糖組的斷奶仔豬外周血淋巴細胞轉(zhuǎn)化率較對照組均顯著提高，且3種多糖合用時淋巴細胞轉(zhuǎn)化率顯著高于單獨添加1種多糖時。

1.2.2 對淋巴細胞細胞因子分泌的影響

淋巴細胞釋放的細胞因子是免疫系統(tǒng)中重要的信息分子，在免疫調(diào)節(jié)方面發(fā)揮著十分重要的作用，如干擾素(IFN)-γ、IL-2等。細胞因子分泌水平的高低能夠在一定程度上體現(xiàn)機體的免疫狀態(tài)。植物多糖可以通過促進細胞因子分泌來增強機體的免疫功能。

Huang 等［23］研 究 表 明，12.5、25.0、50.0、100.0、200.0 μg/mL 的地黃(Rehmannia glutinosa)多糖均能顯著促進小鼠脾淋巴細胞對IFN-γ、IL-2的釋放。鄒云等［4］研究牛膝多糖、白術(shù)多糖以及黃芪多糖單獨或聯(lián)合使用對斷奶仔豬淋巴細胞細胞因子分泌的影響時發(fā)現(xiàn)，單獨添加1種多糖組斷奶仔豬血清中 IL-2、IL-1β、TNF、IFN-γ 的含量與對照組相比均顯著提高，3種多糖兩兩合用或三者合用較對照組顯著提高了血清中 IL-2、IL-1β、TNF、IL-6、IFN-γ 的含量。

1.2.3 對淋巴細胞抗體分泌的影響

抗體是B淋巴細胞受到抗原刺激后增殖分化為漿細胞后所產(chǎn)生的免疫球蛋白(Ig)，可以與相應的抗原發(fā)生特異性結(jié)合，是介導機體免疫反應的重要分子，主要存在于血清等體液中。植物多糖可以提高動物機體血清中抗體水平，增強機體免疫功能。

劉亞娟等［24］研究表明，飼糧中添加枸杞(Lycium barbarum)多糖能夠提高幼兔血清中IgG、IgM含量，其中1%多糖組幼兔血清中IgM含量顯著提高，說明飼糧中添加枸杞多糖能夠提高幼兔機體的免疫力。徐賢柱等［8］分別以 50、100、200 mg/kg的杜仲(Eucommia ulmoides)葉多糖對小鼠進行灌胃，發(fā)現(xiàn)200 mg/kg多糖組可以顯著提高小鼠血清中IgG和IgM含量，而50 mg/kg多糖組小鼠血清中IgG、IgM含量與對照組無顯著差異。

1.3 對自然殺傷細胞的影響

自然殺傷細胞來源于骨髓淋巴樣干細胞，是一種大顆粒淋巴細胞，無需抗原預先致敏即可識別和殺滅腫瘤細胞、病毒感染細胞和較大的病原體，活化的自然殺傷細胞能分泌IFN-γ等可溶性細胞因子，增強機體的免疫應答［25］。植物多糖可以激活自然殺傷細胞，增強其殺傷活性。李敬雙等［7］研究了苜蓿多糖對小鼠免疫功能的影響，發(fā)現(xiàn)苜蓿多糖可以顯著地增強小鼠自然殺傷細胞對K562靶細胞的殺傷活性。

1.4 對補體系統(tǒng)的影響

補體系統(tǒng)是由一系列約40種蛋白質(zhì)所組成的、有著精密調(diào)控機制的蛋白質(zhì)反應系統(tǒng)，它廣泛存在于血清、組織液及細胞膜表面，參與破壞或清除病原微生物，在機體免疫中發(fā)揮著重要作用［26］。研究表明，當歸(Angelica sinensis)多糖、茯苓多糖、圓錐繡球(Hydrangea paniculata Sieb)多糖、酸棗(Ziziphus jujuba Mill)仁多糖等均可激活補體系統(tǒng)［27］。

2 植物多糖對動物機體免疫調(diào)節(jié)的機制

自從發(fā)現(xiàn)多糖具有調(diào)節(jié)機體免疫功能以來，研究人員就開始了對多糖生物學效能機制的探索。研究發(fā)現(xiàn)，植物多糖通過多條信號轉(zhuǎn)導途徑調(diào)節(jié)免疫細胞的功能和代謝，這是植物多糖發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用的重要機制，包括多糖激活巨噬細胞(圖1)、T/B淋巴細胞的信號通路(圖2)。

2.1 對巨噬細胞調(diào)控的信號通路

巨噬細胞表面表達多種模式識別受體，這些模式識別受體可以識別并結(jié)合植物多糖，經(jīng)各種信號傳導通路將信號傳入細胞內(nèi)，引起細胞內(nèi)一系列的信號級聯(lián)反應，從而調(diào)控相關(guān)基因表達。

圖1 多糖激活巨噬細胞的信號通路Fig.1 Signaling pathways involved in macrophage activation by polysaccharides［10］

2.1.1 TLR2/4 介導的信號轉(zhuǎn)導通路

Toll樣受體(Toll-like receptors，TLRs)是一類跨膜蛋白樣模式識別受體，廣泛表達于樹突狀細胞、巨噬細胞、中性粒細胞和淋巴細胞的表面［28］。目前發(fā)現(xiàn)的Toll樣受體家族成員中，只有TLR4與TLR2可以結(jié)合糖基配體，二者在天然免疫和獲得性免疫系統(tǒng)中均發(fā)揮重要作用。TLR2/4與植物多糖配體結(jié)合后，通過髓樣分化蛋白88(MyD88)介導的信號通路或者Toll樣受體相關(guān)的干擾素活化因子(TRIF)介導的信號通路，激活腫瘤壞死因子受體相關(guān)分子－6(TRAF6)，活化的TRAF6分別使下游絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)和核因子－κB(nuclear factor-κB，NF-κB)的活化，激活 2 條不同途徑的信號轉(zhuǎn)導［29］。研究表明，蟬擬青霉能夠誘導C3H/HeN小鼠(含正常 TLR4)巨噬細胞產(chǎn)生 NO，而對C3H/HeJ小鼠(TLR4突變型)巨噬細胞沒有誘導作用，而SB203580(p38抑制劑)和 PDTC(NF-κB p65抑制劑)均能抑制NO的產(chǎn)生和IL-1βmRNA的表達，說明蟬擬青霉通過與巨噬細胞表面的TLR4受體結(jié)合，進而激活p38和NF-κB介導的信號通路［6］。

2.1.1.1 MAPK 信號轉(zhuǎn)導途徑

MAPK是一類高度保守的絲/蘇氨酸蛋白激酶，可以被胞外刺激所激活。哺乳動物細胞中的MAPK家族成員主要有胞外信號調(diào)節(jié)激酶(extracellular signal-regulated kinase，ERK)、c-Jun 氨基末端激酶(c-Jun NH2-terminal kinase，JNK)和 p38絲裂原激活蛋白激酶(p38 mitogen-activated protein kinases，p38 MAPK)。MAPK信號轉(zhuǎn)導途徑是由3級激酶構(gòu)成的信號級聯(lián)系統(tǒng)。在未受刺激的細胞內(nèi)，MAPK處于靜止狀態(tài)。當細胞受到刺激后，絲裂原活化蛋白激酶激酶激酶(MAPKKK)被磷酸化激活，轉(zhuǎn)而繼續(xù)使絲裂原活化蛋白激酶激酶(MAPKK)激活，然后通過雙位點磷酸化激活MAPK(包括 ERK、p38、JNK)，激活的 MAPK 產(chǎn)生的磷酸化轉(zhuǎn)錄因子進入細胞核，來調(diào)控相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄［30］。

研究表明，茯苓多糖能夠顯著促進小鼠RAW264.7細胞對iNOS基因的表達和NO的分泌，當分別加入TLR4抗體與p38抑制劑后，iNOS基因的表達和NO的分泌受到明顯抑制，說明TLR4介導的p38信號通路是茯苓多糖激活巨噬細胞的1條信號通路［31］。

2.1.1.2 NF-κB 信號轉(zhuǎn)導途徑

NF-κB轉(zhuǎn)錄因子是一類結(jié)構(gòu)相關(guān)的真核生物中的轉(zhuǎn)錄因子，調(diào)節(jié)超過150個細胞進程的基因的表達［32］。在未受刺激細胞的細胞質(zhì)中，NF-κB與 NF-κB 抑制蛋白(inhibitor of NF-κB，IκB)結(jié)合而成為無活性的復合體形式。當細胞受到刺激時，IκB 激酶(IKK)復合體被激活，IκB 在 IKK 催化下發(fā)生磷酸化并與 NF-κB發(fā)生解離，從而使NF-κB轉(zhuǎn)化為活化形式，活化的NF-κB轉(zhuǎn)運到細胞核內(nèi)，并且與相關(guān)DNA位點結(jié)合來促進靶基因的轉(zhuǎn)錄，從而影響多種炎性介質(zhì)和細胞因子的轉(zhuǎn)錄［33］。

Li等［34］研究表明，豬苓(Polyporus umbellatus)多糖能夠顯著促進C3H/HeN小鼠腹腔巨噬細胞TNF-α和IL-1β的產(chǎn)生和 NF-κB的激活，但當分別加入TLR4、TLR2、補體3型受體(complement receptor 3，CR3)單克隆抗體后，只有TLR4抗體明顯抑制豬苓多糖誘導的TNF-α和IL-1β的產(chǎn)生量，說明豬苓多糖可以通過TLR4受體介導的NF-κB信號通路激活小鼠巨噬細胞。

2.1.2 CD14、CR3 介導的信號通路

白細胞分化抗原14(cluster of differentiation antigen 14，CD14)是存在于單核細胞表面或血漿中的一種糖蛋白，是脂多糖(LPS)高度親和受體［35］。CR3是由CD11b和CD18 2個亞基以非共價鍵結(jié)合而構(gòu)成的異二聚體糖蛋白，屬于白細胞β2整合素家族成員，能識別 β－葡聚糖［36］。CD14和CR3可以形成跨膜復合體共同介導信號傳遞［37］。CD14和 CR3通過激活磷脂酶(PLC)，繼而激活蛋白激酶(PKC)和磷脂酰肌醇－3－激酶(PI3-K)，通過 MAPK或 NF-κB信號通路調(diào)控相關(guān)基因的表達［10］。

Mork等［38］研究發(fā)現(xiàn)，酵母多糖激活巨噬細胞會引起Ca2+的內(nèi)流，當用PKC抑制劑或者蛋白質(zhì)酪氨酸激酶(PTK)抑制劑后，酵母多糖引起的Ca2+內(nèi)流顯著下降，說明酵母多糖影響巨噬細胞Ca2+濃度是通過PKC與PTK來激活巨噬細胞。桔梗(Platycodon grandiflorum)根多糖能激活巨噬細胞中iNOS的轉(zhuǎn)錄和NO的產(chǎn)生，但當加入CD14和CD11b抗體后，NO的產(chǎn)生量顯著降低，表明桔梗根多糖通過 CD14、CR3來激活巨噬細胞［39］。

2.1.3 甘 露 糖 受 體 (mannose receptors，MR)介導的信號通路

MR是C型凝集素樣受體家族的成員，主要由巨噬細胞表達，能夠識別甘露糖、L－巖藻糖及L－乙酰葡萄糖氨［40－41］。郭振軍等［42］研究發(fā)現(xiàn)，含有N－乙酰葡糖胺殘基的大黃(Rheum palmatum)多糖能顯著促進大鼠腹腔巨噬細胞TNF-α的分泌，而MR的拮抗劑甘露糖可以完全阻斷大黃多糖刺激巨噬細胞分泌TNF-α的作用，說明大黃多糖通過MR受體來刺激巨噬細胞。

2.1.4 清 道 夫 受 體 (scavenger receptors，SR)介導的信號通路

SR是存在于巨噬細胞、樹突細胞等表面且結(jié)構(gòu)多樣的跨膜糖蛋白，可以識別結(jié)合革蘭氏陰性菌脂多糖等［43－44］。研究表明，SR受體激活巨噬細胞的通路可能與CR3受體一致［45］。墨角藻(Fucoidan)聚糖可以顯著促進野生型小鼠(含SR基因)RAW264.7細胞中NO的釋放量，對SR基因缺陷型小鼠的巨噬細胞無激活作用，說明墨角藻聚糖通過SR受體激活巨噬細胞釋放NO，當分別加入各種抑制劑后，結(jié)果表明墨角藻聚糖與SR受體結(jié)合后再通過p38 MAPK和NF-κB 2條途徑來誘導 iNOS基因的表達［46］。

2.1.5 Dectin-1 介導的信號通路

Dectin-1是由4個亞基組成的Ⅱ型跨膜受體，胞外為類C型凝集素區(qū)域，胞質(zhì)內(nèi)是酪氨酸活性區(qū)域，存在于單核/巨噬細胞中，可以識別β－葡聚糖［47］。Dectin-1與配體結(jié)合后，胞質(zhì)內(nèi)的酪氨酸激活基序(ITMA)在酪氨酸(Src)家族激酶的作用下發(fā)生酪氨酸磷酸化，接著激活酪氨酸激酶(Syk)，進而激活胞內(nèi)信號通路，如MAPK信號通路或者 NF-κB 信號通路，引起細胞應答［48］。

靈芝(Ganoderma lucidum)孢子多糖可以顯著促進 Dectin-1穩(wěn)定表達的 RAW264.7細胞釋放TNF-α，但對 Dectin-1通路缺陷的細胞的 TNF-α釋放量沒有影響，說明靈芝孢子多糖可以通過Dectin-1 激活巨噬細胞［49］。

2.2 對T/B淋巴細胞調(diào)控的分子通道

植物多糖激活T淋巴細胞的分子通道主要是通過T細胞受體(T-cell receptor，TCR)/CD3復合受體介導的信號通路，下游涉及MAPK信號通路;而植物多糖激活B淋巴細胞的調(diào)節(jié)通路主要是與細胞表面的IgM/CD79復合受體或TLR2/4結(jié)合，通路下游主要是經(jīng)過MAPK和NF-κB 2條信號轉(zhuǎn)導途徑進行調(diào)節(jié)。

圖2 多糖激活T/B淋巴細胞的信號通路Fig.2 Signaling pathways involved in T/B lymphocytes activation by polysaccharides［50］

2.2.1 膜免疫球蛋白(mIg)復合受體介導的信號通路

mIg受體是B淋巴細胞表面最主要的受體，是B淋巴細胞的特征性表面標志，它可以與CD79b形成mIg復合受體，共同識別抗原、調(diào)節(jié)B淋巴細胞活化等。當IgM/CD79與多糖結(jié)合后，激活蛋白酪氨酸激酶(PTK)，在PTK的催化作用下進一步激活MAPK，產(chǎn)生轉(zhuǎn)錄激活蛋白1(Activator protein-1，AP-1)，調(diào)控 B淋巴細胞相關(guān)基因的表達［50］。

桔梗根多糖能夠顯著增強小鼠B淋巴細胞的增殖和IgM的產(chǎn)生，隨著CD19抗體和CD79b抗體的加入，B淋巴細胞的增殖受到明顯抑制，表明桔梗根多糖激活B淋巴細胞的途徑與CD19、CD79受體有關(guān)［39］。黃芪多糖能刺激BALB/c小鼠B淋巴細胞增殖，當加入兔抗小鼠Ig抗體后，ASP對小鼠B細胞增殖的促進作用被抑制，說明ASP可以通過與mIg受體結(jié)合來調(diào)節(jié)B淋巴細胞的活性［51］。Matsumoto 等［52］從銀柴胡(Bupleurum falcatum)根中提取出1種果膠多糖(bupleuran 2Ⅱc)并研究了其促進B淋巴細胞周期蛋白D2(Cyclin D2)表達的機制，發(fā)現(xiàn) PTK、Syk、PI3-K、PLCγ、PKC、鈣調(diào)神經(jīng)蛋白(calcineurin)的抑制劑都能顯著降低bupleuran 2Ⅱc/PG-1(bupleuran 2Ⅱc的分支結(jié)構(gòu))誘導的Cyclin D2的表達，而Cyclin D2的表達在絲裂原激活蛋白激酶1(MEK1)和細胞外信號調(diào)節(jié)激酶1/2(ERK 1/2)抑制劑的作用下略有下降，但不受p38 MAPK抑制劑的影響，說明bupleuran 2Ⅱc對B淋巴細胞Cyclin D2表達的調(diào)節(jié)涉及 PI3-K與 PLCγ介導的信號通路，而ERK1/2信號通路并不是主要的作用途徑。

2.2.2 TLR2/4 受體介導的信號通路

TLR2/4受體也存在于B淋巴細胞表面，植物多糖可以B淋巴細胞表面的TLR4受體結(jié)合，通過MAPK信號通路或者NF-κB信號通路調(diào)控相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄。研究表明，刺五加多糖能夠顯著刺激C3H/HeN小鼠B淋巴細胞的增殖，但當分別加入TLR4抗體或者TLR2抗體培養(yǎng)后，B淋巴細胞的增殖均受到明顯抑制，說明刺五加多糖可以與B淋巴細胞表面的TLR2/4受體結(jié)合來促進B淋巴細胞的增殖［3］。

2.2.3 TCR 介導的信號通路

TCR是T淋巴細胞表面存在的特異性識別和結(jié)合主要組織相容性復合體分子的結(jié)構(gòu)，是T淋巴細胞產(chǎn)生免疫應答的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。由于它對抗原的親和力相對較弱，一般與CD3形成復合體。多糖與TCR/CD3復合體結(jié)合后，激活PTK，然后通過PI3-K或者MAPK途徑激活T淋巴細胞的免疫應答［50］。

山豆根(Sophora subprosrate)多糖可以顯著增強T淋巴細胞膜上PKC的活性和細胞內(nèi)游離Ca2+的濃度，促進T淋巴細胞釋放NO和IL-2;當加入Ca2+阻斷劑后，可以抑制山豆根激活T淋巴細胞，表明Ca2+是山豆根多糖激活T淋巴細胞的關(guān)鍵因素［53］。枸杞多糖可以顯著促進T淋巴細胞的增殖及IL-2、IFN-γ因子的釋放，還能激活活化T細胞核因子(nuclear factor of activated T cells，NFAT)和AP-1，并且能促進CD25的表達，這表明枸杞多糖激活T淋巴細胞的信號通路可能是通過激活 NFAT、AP-1及 CD25 來實現(xiàn)的［54］。

2.3 調(diào)節(jié)自然殺傷細胞的信號通路

自然殺傷細胞可以通過多種途徑被活化，包括膜表面的CD3分子和多種細胞因子。自然殺傷細胞表面具有IL-2親和性受體，因而IL-2可以增強自然殺傷細胞的活性?？扇苄驭拢暇厶悄茱@著增強自然殺傷細胞對K562細胞的殺傷作用，而這種增強作用被CR3抗體抑制，表明β－葡聚糖與自然殺傷細胞的結(jié)合識別位點可能是CR3［37］。

2.4 對補體系統(tǒng)激活的調(diào)節(jié)機制

補體系統(tǒng)可以由3條途徑激活:經(jīng)典途徑、替代(旁路)途徑以及凝集素途徑。經(jīng)典途徑是第1個被發(fā)現(xiàn)的依賴抗體介導的激活途徑，其過程是與抗原結(jié)合的IgG、IgM分子作為激活物與補體(C)1q 結(jié)合，順序活化 C1r、C1s、C2、C4、C3，形成C3轉(zhuǎn)化酶與C5轉(zhuǎn)化酶的級聯(lián)酶促反應;而替代途徑不依賴于抗體，由微生物或外源異物直接激活C3［44］。研究表明，不同的多糖可以通過經(jīng)典途徑或者替代途徑來激活補體系統(tǒng)。

Glovsky等［9］報道，啤酒酵母多糖在體外能激活豚鼠血清的經(jīng)典途徑和替代途徑，靜脈注射還能激活豚鼠的替代途徑。Hamuro等［55］研究8種β－1，3葡聚糖對補體系統(tǒng)的影響時發(fā)現(xiàn)，除了羥基茯苓多糖外，其他多糖均可以通過替代途徑激活小鼠補體系統(tǒng)。C3a des Arg和C4a des Arg分別是替代途徑和經(jīng)典途徑的產(chǎn)物，心葉青牛膽(Tinospora cordifolia)多糖能夠使C3a des Arg含量逐步上升，而對C4a des Arg沒有顯著影響，說明心葉青牛多糖是通過替代途徑激活補體系統(tǒng)，而不是經(jīng)典途徑［56］。

3 小結(jié)

近年來，對植物多糖的研究已取得一定的進展，目前已對百余種植物多糖進行了活性相關(guān)的研究報道。隨著生活水平的提高，人們對綠色無害畜產(chǎn)品的追求愈來愈強烈，植物多糖作為一種天然活性成分，具有無毒、無害、無殘留、無抗藥性的特點，在畜牧業(yè)中具有廣闊的應用前景。但是，由于當前多糖提取工藝技術(shù)的限制，在生產(chǎn)中應用的植物多糖多為粗提制品，純度不高，這導致許多研究者所報道的各類植物多糖在生產(chǎn)中的推薦用量不盡相同，同時也給深入研究植物多糖調(diào)節(jié)動物體免疫的分子機制帶來很大困難。同時，我國植物資源豐富，植物多糖種類多樣，不同來源多糖的結(jié)構(gòu)也存在相當大的差異，其功能和作用機制也有待進一步研究探索。因此，今后的研究工作在植物多糖提取工藝的優(yōu)化，不同動物品種和年齡階段的最適添加量，以及不同來源植物多糖的免疫增強的分子機制等方面應該給予更多的關(guān)注和探索。這將有利于植物多糖在畜牧業(yè)上的更廣泛應用，對于提高養(yǎng)殖業(yè)生產(chǎn)效率，保障畜產(chǎn)品安全，實現(xiàn)畜牧業(yè)健康快速的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義，同時，也對今后新型無公害飼料添加劑的開發(fā)應用提供新的思路和方法。

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