黃精多糖提取、分離純化及生物活性研究進(jìn)展

楊茂會(huì)，周 欣，譙政文，趙 超，龔小見，鄧青芳，陳華國,

（1.貴州師范大學(xué)，貴州省山地環(huán)境信息系統(tǒng)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴州貴陽 550001；2.貴州師范大學(xué)，貴州省藥物質(zhì)量控制及評(píng)價(jià)技術(shù)工程實(shí)驗(yàn)室，貴州貴陽 550001；3.貴陽德昌祥藥業(yè)有限公司，貴州貴陽 550201）

黃精（Polygonatum）為百合科黃精屬（Polygonatum）草本植物，該屬的中草藥在我國有31種[1]。2020版中國藥典收錄了3種黃精藥材分別為滇黃精（Polygonatum kingianumColl.et Hemsl.，PK）、黃精（Polygonatum sibiricumRed.，PS）、多花黃精（Polygonatum cyrtonemaHua.，PC）[2]。黃精根莖為藥食同源的傳統(tǒng)藥材，其功效始載于晉代《名醫(yī)別錄》“其味甘，平，無毒。主補(bǔ)中益氣，除分濕，安五臟，久服輕身、延年、不饑”[3]。藥典記載了黃精具有補(bǔ)氣養(yǎng)陰、健脾、潤(rùn)肺、益腎的功效[2]?，F(xiàn)代研究表明，多糖是黃精主要的天然活性成分之一，且在黃精中含量最高[4]。黃精多糖作為一種藥食兩用的天然產(chǎn)物資源，具有免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤、抗炎作用、降血糖、抗氧化等多種生物活性[5-9]。因各實(shí)驗(yàn)室研究方法的不同，黃精多糖的獲得方法以及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)均存在差異。本文對(duì)黃精多糖的提取、純化與結(jié)構(gòu)分析以及生物活性研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述,以期為黃精多糖的深入研究提供科學(xué)依據(jù)。

1 黃精多糖的提取

提取黃精多糖前需要對(duì)黃精藥材進(jìn)行預(yù)處理，清洗黃精、切片、脫水干燥、粉碎、脫脂。脫脂試劑選用石油醚[10]等非極性溶劑或80%乙醇[11]等半極性溶劑脫脂，脫脂預(yù)處理主要脫去脂溶性物質(zhì)，還可以脫除部分脂溶性色素[12]。黃精多糖提取基本流程：黃精粉（脫脂）→提取→濃縮→乙醇沉淀→除蛋白、色素→乙醇沉淀→有機(jī)溶劑洗滌→冷凍干燥。多糖提取率受到料液比、提取次數(shù)、提取溫度、提取時(shí)間、pH等提取因素的影響，多糖的種類取決于結(jié)構(gòu)類型，并與生物活性密切相關(guān)[13]。目前，黃精多糖提取方法已有較全面的研究，傳統(tǒng)的黃精多糖提取方法有水提法[10,14-15]、稀堿提取法[16]，物理強(qiáng)化提取方法包含超高壓提取法[17]、減壓提取法[18]、閃式提取法[19]。同時(shí)，微波輔取法[20]、超聲波提取法[21]等新型輔助提取方法在黃精多糖提取中得到應(yīng)用。相對(duì)于以上提取方法，酶解法通過酶解反應(yīng)使細(xì)胞壁解離，從而加速植物細(xì)胞中有效成分的溶出，提高多糖的提取率[22]。在實(shí)際應(yīng)用中，為了獲得提取率及活性較高的多糖成分，會(huì)將兩種及以上的提取方法進(jìn)行協(xié)同使用，充分發(fā)揮每種提取方法的優(yōu)點(diǎn)。具體方法及結(jié)果見表1。

表1 黃精多糖提取方法與結(jié)果Table 1 Methods and results of extraction of polysaccharides from Polygonatum

1.1 溶劑提取法

目前，黃精多糖溶劑提取方法主要采用水提法、稀堿提取法。水提法是黃精多糖常用且簡(jiǎn)單的提取方法，粗黃精多糖提取率一般在10%以上[14]。王毅等[10]采用熱水提取法，料液比1:20、溫度：80 ℃、提取時(shí)間：2 h、提取次數(shù)：3次，黃精多糖的提取率為19.87%。

水提法具有安全環(huán)保、操作簡(jiǎn)單、應(yīng)用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)，但也存在耗時(shí)長(zhǎng)、浸出率低、提取液用量大的缺點(diǎn)。

堿性條件有利于酸性多糖浸出，提高酸性多糖得率。但多糖在堿性溶液下糖苷鍵發(fā)生部分水解，造成多糖的損失。趙瑞萌等[16]采用3% NaOH溶液提取黃精多糖，在此條件下黃精多糖的提取率為11.89%。由于稀堿易使部分多糖發(fā)生水解，因此，稀堿液提取結(jié)束后要迅速將提取液pH調(diào)至中性，以免造成多糖大量損失。堿提法具有縮短提取時(shí)間、獲得酸性多糖的優(yōu)點(diǎn)，但也具有造成多糖損失、引入離子等小分子雜質(zhì)、增加純化難度的缺點(diǎn)。

1.2 物理強(qiáng)化提取法

物理強(qiáng)化提取方法有超高壓提取法、減壓提取法、閃式提取法[17-19]。物理強(qiáng)化提取方法不會(huì)破壞熱敏性活性物質(zhì)，是一種快速高效制備黃精多糖的方法。超高壓提取方法通過升壓，使系統(tǒng)內(nèi)部的壓力處于超高壓狀態(tài)，不會(huì)破壞熱敏性活性物質(zhì)。魏煒等[17]優(yōu)化提取工藝：壓力255 MPa、保壓時(shí)間9.5 min、常溫，黃精多糖提取率為25.01%。黃精多糖提取率明顯高于其他提取方法得到的多糖提取率。超高壓提取方法具有提取率高、雜質(zhì)少、提取速度快的優(yōu)點(diǎn)，但設(shè)備承受壓力要求較高。減壓提取法采用少量解吸劑（40%及以上乙醇溶液）潤(rùn)濕物料，然后加入溫度高于解吸劑沸點(diǎn)的熱溶劑（熱水），同時(shí)降低操作壓強(qiáng)，使解吸劑沸騰，產(chǎn)生對(duì)流，強(qiáng)化有效成分的擴(kuò)散。楊軍宣等[18]通過優(yōu)化相應(yīng)的工藝參數(shù)：60%乙醇解吸液，75 ℃熱水溶劑，解吸30 min，提取壓力-

0.074 MPa，提取時(shí)間8 min，黃精多糖提取率達(dá)到20%。減壓內(nèi)部沸騰提取法具有提取速度快、雜質(zhì)少的優(yōu)點(diǎn)，但存在設(shè)備、操作條件要求較高的缺點(diǎn)。閃式提取技術(shù)應(yīng)用高速機(jī)器剪切力和分子滲濾原理，使提取劑濃度可以迅速達(dá)到平衡，數(shù)秒內(nèi)完成提取過程，很大程度地保存黃精中的有效成分。陳艷等[19]通過閃式提取法，使得多糖提取率達(dá)到14.99%。相較于傳統(tǒng)的提取方法，該系列提取方法具有較好的提取率；但實(shí)際操作中，對(duì)于設(shè)備、操作條件要求較高，在黃精多糖研究中較為少見。

1.3 輔助提取法

微波輔助提取法是通過微波具有較強(qiáng)的穿透能力，使得溶劑分子進(jìn)入植物細(xì)胞后，使細(xì)胞內(nèi)溫度上升、壓力變大。當(dāng)壓力超過細(xì)胞壁最大承受能力時(shí)，細(xì)胞壁發(fā)生破裂，從而釋放出細(xì)胞內(nèi)的有效成分。胡芳等[20]采用微波輔助制取黃精粗多糖，在料液比為1:50，浸泡時(shí)間：60 min，微波功率：450 W，提取時(shí)間為5 min，提取率僅為11.82%；而Zhang等[22]用微波提取黃精多糖，提取率高達(dá)21.5%。兩者都同是采用微波法，但二者提取率卻相差甚大，究其原因可能與提取溫度、提取時(shí)間、微波功率、料液比、黃精種類不同有關(guān)。微波輔助提取法具有時(shí)間短、提取率高的優(yōu)點(diǎn)，但也存在溫度分布不均，提取料液比高的缺點(diǎn)。

超聲波輔助提取法是由于超聲波的機(jī)械效應(yīng)、熱效應(yīng)和空化效應(yīng)作用，增大固體顆粒與萃取溶劑之間的接觸面積，加快目的物從固相轉(zhuǎn)移到液相的傳質(zhì)速率，從而縮短了提取時(shí)間。通過超聲輔助提取法獲得的多花黃精多糖提取率為24.61%[23]。黃精種類也對(duì)粗多糖的提取率產(chǎn)生影響。杜澤飛等[21]以滇黃精為原料，采用超聲波提取法制取粗多糖，所得提取率為14.09%。超聲提取方法具有提取率較高、提取溫度低的優(yōu)點(diǎn)。但其所需設(shè)備復(fù)雜，超聲波功率控制不當(dāng)，會(huì)對(duì)粗多糖的提取率產(chǎn)生影響。

1.4 酶解提取法

酶具有選擇性、專一性的特點(diǎn)。酶解法通過酶解反應(yīng)解離植物細(xì)胞壁，從而加速植物細(xì)胞中有效成分的溶出。不會(huì)對(duì)多糖結(jié)構(gòu)造成破壞，提高多糖提取率。酶解法可采取單一酶解法和復(fù)合酶解法提取黃精多糖。酶解法常用的酶主要有纖維素酶、木瓜蛋白酶。楊德等[24]采用纖維素酶提取黃精多糖，黃精多糖提取率為11.22%。單一酶解法雖然具有選擇性、專一性的特點(diǎn)，但多糖的提取率相對(duì)較低。復(fù)合酶的種類、配比對(duì)黃精多糖的提取產(chǎn)生影響，苑璐等[25]采用復(fù)合酶解法，通過優(yōu)化纖維素酶、木瓜蛋白酶配比用量，使得黃精多糖提取率可達(dá)21.55%，是水提法得率的2.75倍，比單一酶提取還高出12.06%。酶解法具有提取溫度溫和、效率高、酶的用量較少、專一性強(qiáng)、不易破壞黃精多糖的空間結(jié)構(gòu)、黃精多糖產(chǎn)率高的優(yōu)點(diǎn)。但為了維持酶的活性，酶解提取法對(duì)操作條件要求高。

1.5 協(xié)同提取法

超聲波提取可以提高有效成分提取率，縮短提取時(shí)間，并且還可避免高溫對(duì)提取成分的影響?，F(xiàn)在的協(xié)同提取方法較多是基于超聲波提取為基礎(chǔ)，再結(jié)合其他的提取方法。充分利用超聲波振動(dòng)效應(yīng)和其他提取方法的優(yōu)點(diǎn)，使得協(xié)同提取速度快、能耗小，有利于極性和熱不穩(wěn)定性組分的提取。劉日斌等[26]采用超聲波輔助酶法，可以充分加速酶解反應(yīng)，促進(jìn)有效成分的溶出。超聲波輔助酶法的多糖提取率明顯要比常規(guī)酶法、超聲波輔助提取法高，產(chǎn)率達(dá)到25.63%。周桃英等[27]將超聲波和微波提取方法結(jié)合，利用超聲波振動(dòng)效應(yīng)及微波的高能作用，黃精多糖提取率達(dá)到11.19%。

2 黃精多糖的分離純化

經(jīng)過提取的黃精粗多糖，其中會(huì)存在蛋白質(zhì)、色素等雜質(zhì)，需要進(jìn)一步分離純化得到高純度的黃精多糖。黃精粗多糖中常用脫除蛋白方法有Seveg法（氯仿-正丁醇的配比）、三氯乙酸法、酶法。Sevag法是最為常用的一種脫蛋白方法，具有適用范圍廣、成本低、檢測(cè)速率快的優(yōu)點(diǎn)，卻也存在多糖損失量大、多糖生物活性破壞大以及色素干擾多糖含量測(cè)定等缺點(diǎn)[28]。三氯乙酸脫蛋白過程需要多次進(jìn)行，直到黃精多糖溶液沒有沉淀析出為止。三氯乙酸法具有脫蛋白效果好、三氯乙酸用量少的優(yōu)點(diǎn)，但也會(huì)引起黃精多糖損失[28-29]。木瓜蛋白酶法脫蛋白，然后乙醇醇沉濃縮液形成沉淀，分子質(zhì)量相對(duì)較小的多肽和氨基酸則保留于溶液中，因此，酶法是黃精多糖脫蛋白較好的方法[28]。黃精粗多糖干燥后顏色會(huì)加深，黃精多糖的脫色方法含有樹脂吸附法、活性炭吸附法、氧化法。采用樹脂對(duì)黃精多糖中的色素進(jìn)行脫除，主要考慮到其較強(qiáng)的吸附能力，同時(shí)可以減少吸附黃精成分造成的損失[30]。活性炭對(duì)大分子物質(zhì)具有較強(qiáng)的吸附性，在吸附色素的同時(shí)會(huì)吸附大量的黃精多糖；采用H2O2法脫色，脫色效果與活性炭無差異不顯著，而黃精多糖損失率顯著低于活性炭[31]。

為進(jìn)一步研究黃精多糖的單糖組成、平均分子量、糖苷鍵構(gòu)型及特征，需要在脫蛋白、脫色素基礎(chǔ)上，對(duì)黃精多糖進(jìn)一步分離純化。純化多糖目的是獲得相對(duì)分子量均一的多糖。黃精多糖常用的分離純化方法是離子交換層析法和凝膠層析分離法[22,32-35]。離子交換層析以離子交換劑（DEAE-52、DEAESepharose、DEAE-cellulose）為固定相，以不同濃度的NaCl溶液或者pH緩沖溶液為流動(dòng)相進(jìn)行洗脫，使不同濃度的流動(dòng)相的離子與離子交換劑上的離子進(jìn)行交換，從而將黃精多糖溶液中殘存的蛋白、核酸與多糖進(jìn)行分離，獲得純度較高的多糖。凝膠層析以三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的凝膠顆粒（Sepharose CL-6B、Sephadex G-200、Sephadex G-100）為固定相。在洗脫過程中，黃精多糖等大分子流經(jīng)凝膠柱，由于直徑大于凝膠網(wǎng)孔，只能沿著空隙隨流動(dòng)相流出。無機(jī)鹽等小分子進(jìn)入凝膠顆粒內(nèi)部，流程長(zhǎng)而移動(dòng)速度慢。從而將黃精多糖與小分子進(jìn)行分離，獲得純度更高的多糖。Wang等[6]采用水提醇沉獲得黃精粗多糖，用去離子水、0.05、0.2和0.5 mol/L氯化鈉溶液洗脫，經(jīng)DEAE-Sepharose Fast Flow （2.6×30 cm）分離純化后，獲得四種黃精多糖組分為PSP1、PSP2、PSP3和PSP4。Zhang等[22]采用微波輔助提取法以提取多糖，經(jīng)DEAE-52分離純化，也獲得四種多糖組分分別為P-1、P-2、P-3、P-4。王艷等[32]采用堿提法，通過Sevag法脫蛋白得水溶性粗多糖（PSP），經(jīng)DEAE-52纖維素層析柱洗脫，再經(jīng)Sepharose CL-6B色譜柱進(jìn)行純化得黃精多糖組分PSP-1a。張庭廷等[33]采用水提醇沉法，經(jīng)DEAE-52進(jìn)行分離純化，再經(jīng)Sephadex G-100純化，得到黃精多糖組分PCP。Li等[34]采用水提法提取滇黃精多糖，經(jīng)過DEAE-Sepharose-FF進(jìn)行分離純化，然后再經(jīng)Sephadex G100進(jìn)行純化，獲得純化的PKPs-1級(jí)分。

3 黃精多糖的結(jié)構(gòu)分析

多糖具有分子質(zhì)量大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、化學(xué)活性不明顯，因而對(duì)多糖結(jié)構(gòu)分析的研究難度較大。黃精多糖的結(jié)構(gòu)特征研究主要集中在單糖組成、糖鏈構(gòu)型、鏈接方式、支鏈結(jié)構(gòu)的一級(jí)結(jié)構(gòu)。多糖的結(jié)構(gòu)分析方法有儀器分析方法和化學(xué)方法，現(xiàn)代常用的儀器分析方法為高效空間排阻色譜 （ high performance size exclusion chromatography，HPSEC）[6,33]、高效液相凝膠色譜法（high performance gel filtration chromatography，HPGPC）[22,34-35]進(jìn)行平均分子量的測(cè)定；氣-質(zhì)聯(lián)用（gas chromatography-mass spectrometry，GCMS）、高效液相色譜法（high performance liquid chromatography，HPLC）高效陰離子交換色譜法（high performance anion exchange chromatography-pulsed amperometric detector，HPAEC-PAD）進(jìn)行純度、單糖組成測(cè)定；紅外光譜（infrared spectroscopy，IR）、核磁共振（nuclear magnetic resonance，NMR）對(duì)主鏈構(gòu)型、糖鏈分支的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析[6,22,32-35]。但黃精多糖結(jié)構(gòu)分析的主要化學(xué)方法為甲基化反應(yīng)，可以識(shí)別多糖中連接類型及其比例[34]。不同提取、分離純化方法及不同種類的黃精多糖平均分子量、化學(xué)特征呈現(xiàn)出不同的結(jié)果（表2）。

表2 黃精多糖的結(jié)構(gòu)特征Table 2 Structural characteristics of Polygonatum polysaccharides

3.1 平均分子量

要測(cè)定黃精多糖的平均分子量，首先要對(duì)黃精多糖的純度進(jìn)行鑒定。目前，黃精多糖純度鑒定與平均分子量測(cè)定普遍使用HPSEC[6]和HPGPC[22]。Wang等[6]測(cè)得4個(gè)不同的黃精多糖級(jí)分PSP1、PSP2、PSP3、PSP4，平均分子量分別為4.415、2.236、7.743和6.467 kDa。Zhang等[22]采用微波提取方法，通過分離純化后，獲得4個(gè)黃精多糖級(jí)分P-1、P-2、P-3、P-4的純度都在70%以上；用HPGPC研究4個(gè)不同組分的均勻性，所測(cè)定的平均分子量大致在1～500 kDa。此外，Li等[34]提取滇黃精中的多糖，通過DEAE-Sepharose-FF與Sephadex G100進(jìn)行兩次分離純化，得到一種多糖組分PKPs-1，PKPs-1純度達(dá)到80%。通過HPGPC測(cè)定PKPs-1平均分子量大小為14.05 kDa。王坤等[35]對(duì)多花黃精多糖的分級(jí)提取中，通過分離純化后，獲得5個(gè)不同的級(jí)分PCP1、PCP2、PCP3、PCP4和PCP5，5個(gè)多糖純度在60%～80%，平均分子量為2.09、38.6、42.6、34.3和24.1 kDa。在黃精多糖平均分子量的測(cè)定中，黃精多糖的種類、提取方法、測(cè)定方法的不同對(duì)黃精多糖平均分子量的測(cè)定都有影響。

3.2 結(jié)構(gòu)特征

多糖的結(jié)構(gòu)特征包括單糖組成、糖鏈構(gòu)型、鏈接方式、支鏈構(gòu)成。目前，黃精多糖結(jié)構(gòu)分析主要在單糖組成、糖鏈構(gòu)型方面。Wang等[6]分離純化出4個(gè)PSPs組分，4個(gè)PSPs組分是由半乳糖、鼠李糖、甘露糖、葡萄糖和木糖按照不同比例組成，經(jīng)IR、NMR儀器分析PSPs以β-吡喃糖殘基構(gòu)型存在。王艷等[32]在堿提PSP基礎(chǔ)上，分離純化得1個(gè)組分PSP-1a。PSP-1a主要是由鼠李糖組成的雜多糖，其中含有半乳糖、葡萄糖、甘露糖。同時(shí)，PSP-1a也存在阿拉伯糖。經(jīng)IR、NMR儀器分析PSP-1a以β-糖苷鍵為主鏈相連的雜多糖。張庭廷等[33]對(duì)黃精多糖進(jìn)行純化后，通過外標(biāo)法測(cè)得組成單糖的物質(zhì)量比為果糖:葡萄糖=8.7:1。IR分析表明，PCP2存在β-吡喃糖苷鍵結(jié)構(gòu)。王坤等[35]采用熱水和不同濃度NaOH溶液分步提取多花黃精多糖，用80%乙醇沉淀多糖得到5個(gè)不同組分PCP，5個(gè)樣品都含有阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖、甘露糖和半乳糖醛酸，以及少量的木糖和葡萄糖醛酸，雖單糖組成相同但含量不同。IR分析表明，5個(gè)不同組分的單糖是以吡喃糖環(huán)多糖的形式存在。13C NMR分析表明，PCP1糖殘基構(gòu)型主要是β-糖殘基構(gòu)型，有少量α-糖殘基構(gòu)型。堿提得到PCP3和PCP5糖殘基構(gòu)型主要是α-糖殘基構(gòu)型。

除對(duì)黃精多糖單糖組成、糖鏈構(gòu)型研究外，關(guān)于黃精多糖的鏈接方式、支鏈構(gòu)成進(jìn)入初步研究階段。目前，主要采用甲基化分析黃精多糖鏈接方式、支鏈構(gòu)成的主要位點(diǎn)。Li等[34]經(jīng)2次純化后獲得滇黃精多糖PKPs-1。PKPs-1經(jīng)酸水解后用HPAECPAD法測(cè)定單糖組成。PKPs-1主要由葡萄糖、甘露糖、半乳糖醛酸、半乳糖、葡萄糖醛酸和阿拉伯糖組成，摩爾比為7.22:1.0:0.16:0.11:0.05:0.02。其中PSP-1a主要是由葡萄糖組成的雜多糖。IR光譜分析表明，PKPs-1存在β-糖殘基構(gòu)型。通過甲基化分析表明滇黃精多糖是以葡萄糖為主鏈鏈接，支鏈結(jié)構(gòu)以（1→2）、（1→4）和（1→6）連接葡萄糖以及（1→2）連接甘露糖形成的鏈接方式且具有一定的重復(fù)分支結(jié)構(gòu)。其次,經(jīng)（1→3,4,6）糖苷鍵結(jié)合方式，還連接少量半乳糖、阿拉伯糖。

4 黃精多糖的生物活性

目前，國內(nèi)外學(xué)者研究黃精多糖的生物活性主要在免疫調(diào)節(jié)、抗氧化、降血糖、抗炎、抗腫瘤等方面。黃精多糖純度存在差異，導(dǎo)致黃精多糖的使用劑量不盡相同。同時(shí)，黃精多糖內(nèi)存在少量雜質(zhì)。這類雜質(zhì)是否具有增強(qiáng)黃精多糖的生物活性尚不明確，給研究黃精多糖生物活性的分子機(jī)制帶來很大困難。因此，研究者通過不同提取、分離純化方法提高黃精多糖純度，從而更好地闡述黃精多糖的生物活性及其作用機(jī)制。

4.1 免疫調(diào)節(jié)

黃精多糖對(duì)免疫調(diào)節(jié)具有較好的作用，通過多種免疫調(diào)節(jié)途徑來調(diào)控生物機(jī)體的免疫系統(tǒng)。Liu等[36]研究黃精多糖激活RAW264.7巨噬細(xì)胞免疫調(diào)節(jié)功能，促進(jìn)溶血素的形成，增強(qiáng)機(jī)體的免疫調(diào)節(jié)作用；同時(shí)，研究黃精多糖（PSP）對(duì)環(huán)磷酰胺（cyclophosphamide，Cy）所誘導(dǎo)體內(nèi)免疫調(diào)節(jié)的影響；結(jié)果表明PSP3可以恢復(fù)Cy誘導(dǎo)的免疫低下小鼠的脾和胸腺指標(biāo)以及T、B淋巴細(xì)胞免疫反應(yīng)。此外，Chen等[37]研究發(fā)現(xiàn)PSP不僅增加胸腺和脾臟指數(shù)、單核巨噬細(xì)胞的吞噬功能，而且還能增強(qiáng)Cy處理小鼠的脾淋巴細(xì)胞中白介素-2（interleukin-2，IL-2）和腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）的表達(dá)；表明黃精多糖參與Cy誘導(dǎo)小鼠的免疫抑制保護(hù)。Shu等[38]研究PSP對(duì)Cy誘導(dǎo)雞的免疫抑制作用，PSP能顯著刺激血清免疫球蛋白，促進(jìn)外周血T淋巴細(xì)胞增殖；PSP能促進(jìn)免疫器官細(xì)胞進(jìn)入S期和G2/M期，恢復(fù)脾臟、胸腺指標(biāo)；同時(shí)，PSP上調(diào)IL-2、IL-6和IFN-γ的表達(dá)。因此，PSP對(duì)Cy誘導(dǎo)雞免疫系統(tǒng)具有較好的調(diào)節(jié)作用。

通過建立力竭訓(xùn)練運(yùn)動(dòng)模型，研究黃精多糖對(duì)于機(jī)體的免疫指標(biāo)的影響。葉紹凡[39]研究發(fā)現(xiàn)低（50 g/kg）、中（100 g/kg）劑量組可以提高胸腺指數(shù)、脾臟指數(shù)，提高巨噬細(xì)胞的吞噬能力，高（150 g/kg）劑量黃精多糖還能提高血液中T淋巴細(xì)胞亞群CD3+、CD4+的含量、以及CD4+/CD8+比例。華巖等[40]研究表明，黃精多糖可以提升機(jī)體體液免疫功能，同時(shí)，提高機(jī)體中免疫球蛋白IgG、IgA、IgM的含量，增強(qiáng)機(jī)體免疫調(diào)節(jié)能力。

4.2 抗氧化作用

目前，多數(shù)疾病的病理過程都涉及自由基代謝失衡和脂質(zhì)過氧化[41]。自由基是人體氧化反應(yīng)中產(chǎn)生的有害物質(zhì)，具有很強(qiáng)的氧化性，能損傷人體組織和細(xì)胞[42]。黃精多糖能減輕自由基、抑制脂質(zhì)過氧化物產(chǎn)生的危害，提高抗氧化活性。原麗容等[43]通過實(shí)驗(yàn)研究證明黃精多糖具有清除羥自由基（·OH）、抑制脂質(zhì)過氧化物產(chǎn)生的能力，且在一定劑量范圍內(nèi)成劑量依賴性。Li等[9]研究表明多花黃精多糖具有清除羥自由基、ABTS+自由基、DPPH自由基以及螯合Fe2+的能力和還原力，顯示出一定的抗氧化活性；分離純化出4種多花黃精組分HBSS、CHSS、DASS、CASS，4個(gè)純化多糖組分均表現(xiàn)出與濃度正相關(guān)的體外抗氧化活性；DASS抗氧化能力最優(yōu)，可能因?yàn)閷儆谒嵝驭?構(gòu)型多糖。Trishna等[44]通過H2O2誘導(dǎo)肝細(xì)胞，研究表明黃精多糖顯著降低肝細(xì)胞中總活性氧水平，并顯示出對(duì)羥基自由基的劑量依賴性活性。宮江寧等[45]研究表明，黃精多糖具有一定的抗氧化活性，并且對(duì)自由基的清除率均呈現(xiàn)濃度依賴性。黃精多糖對(duì)自由基的清除能力順序?yàn)锳BTS+·＞·OH＞DPPH·＞O2-·。

4.3 降血糖

糖尿病是一種以高血糖為特征的代謝性疾病[46]，表現(xiàn)為胰島素抵抗，胰島素分泌不足，糖脂代謝紊亂，最終導(dǎo)致體內(nèi)血糖含量升高。黃精多糖能夠調(diào)節(jié)胰島素分泌，改善糖脂代謝紊亂，降低血糖水平。因此，黃精多糖可作為治療糖尿病的輔助方法[47]。王藝等[48]研究發(fā)現(xiàn)黃精多糖改善鏈脲佐菌素（streptozotocin，STZ）誘導(dǎo)的大鼠糖尿病，通過降低血糖、血清糖化血紅蛋白濃度，提高組織胰島素及C-肽表達(dá)量、增強(qiáng)胰島素敏感性，從而改善糖尿病大鼠胰島素抵抗。王秋麗等[49]研究多花黃精多糖對(duì)Ⅰ型糖尿病小鼠的影響，多花黃精多糖可以升高胰島素受體底物-1（IRS-1）mRNA水平，降低糖尿病肝臟中免疫因子IL-6、IL-1β的水平。

Gu等[50]研究發(fā)現(xiàn)，滇黃精多糖通過調(diào)節(jié)腸道微生物群組成，增加短鏈脂肪酸（shortchain fatty acid，SCFA）水平，改善糖脂代謝紊亂；肝臟組織中磷脂酰肌醇3-激酶（phosphoinositide-3-kinase, PI3K）、蛋白激酶B（protein kinase B，AKT）與胰島素抵抗以及體內(nèi)脂質(zhì)代謝具有密切聯(lián)系。汪光軍等[51]研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)高脂飲食聯(lián)合STZ誘導(dǎo)C57小鼠的糖脂代謝紊亂，PSP可以增強(qiáng)小鼠肝臟PI3K、AKT的表達(dá)，發(fā)揮其保護(hù)肝臟組織正常的糖脂代謝機(jī)能的作用。賈璐等[52]對(duì)高脂飲食誘導(dǎo)小鼠，PSP可以改善血糖與胰島素水平，并提高肝臟胰島素受體-2（IRS-2）的表達(dá)量；同時(shí)，其能夠抑制NF-κB-iNOS-NO氧化應(yīng)激通路，對(duì)高血糖環(huán)境下的高氧化應(yīng)激狀態(tài)有一定的抑制作用?？阻Φ萚53]發(fā)現(xiàn)黃精多糖調(diào)節(jié)肝臟中PPARα、PPAR-β、PPAR-γ、SREBP-1c、IL-6、TNF-α脂類代謝相關(guān)基因和蛋白表達(dá)，起到防治糖脂代謝紊亂的作用。

4.4 抗炎作用

炎癥是身體對(duì)刺激的防御反應(yīng)，通過激活Toll樣受體4-核轉(zhuǎn)錄因子-κB（TLR4-NF-κB）信號(hào)通路，誘導(dǎo)炎性細(xì)胞釋放炎癥因子，使機(jī)體產(chǎn)生炎癥反應(yīng)。同時(shí)，也可以促進(jìn)巨噬細(xì)胞釋放的細(xì)胞因子，使機(jī)體產(chǎn)生炎癥反應(yīng)[44]。黃精多糖在心肌炎癥、腸炎、腎損傷模型中均有抗炎作用。黃精多糖對(duì)STZ誘導(dǎo)糖尿病大鼠心肌炎癥損傷具有較好的生物活性，通過抑制TLR4表達(dá)進(jìn)而下調(diào)NF-κB信號(hào)通路，從而抑制巨噬細(xì)胞抑制因子（Macrophage inhibitory factor，MIF）釋放[44]。黃精多糖能夠緩解炎癥反應(yīng)的能力。一方面，通過抑制NF-κB通路，減少M(fèi)DA、MPO產(chǎn)生，增加SOD含量，減少結(jié)腸氧化損傷，減輕腸道炎癥反應(yīng)。另一方面，黃精多糖通過降低結(jié)腸炎小鼠血清中的促炎細(xì)胞因子水平，提高抗炎細(xì)胞因子水平，對(duì)腸炎小鼠起到保護(hù)作用[54]。此外，黃精多糖對(duì)轉(zhuǎn)基因大鼠急性腎損傷有很強(qiáng)的保護(hù)作用，它能降低腎組織中NGAL或KIM-1基因的表達(dá)，抑制p38 MAPK/ATF2信號(hào)通路和炎癥因子腫瘤壞死因子-α（TNFα）、白細(xì)胞介素-1β（IL-1β）和白細(xì)胞介素-6（IL-6）的產(chǎn)生[55]。

4.5 抗腫瘤

黃精多糖具有較好的抗腫瘤活性。呂品田等[56]發(fā)現(xiàn)黃精多糖對(duì)胃癌荷瘤小鼠的增殖具有抑制作用，通過抑制TLR4/NF-κB信號(hào)通路，增加TNF-α、IL-2、IL-6的免疫調(diào)節(jié)水平，發(fā)揮抑瘤作用。黃精多糖抑制TNBC腫瘤誘導(dǎo)的脾造血細(xì)胞增殖，增加TNBC腫瘤抑制的骨髓中的HSPCs和普通淋巴細(xì)胞，黃精多糖顯示出持久的抗腫瘤作用[57]。李超彥等[58]發(fā)現(xiàn)，黃精多糖對(duì)H22肝癌移植瘤增殖和侵襲能力具有抑制作用，并能減輕順鉑引發(fā)的肝臟氧化損傷。絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）信號(hào)通路經(jīng)過p38 MAPK和MAPK磷酸酶-1（MKP-1）信號(hào)可以傳導(dǎo)，調(diào)控腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)、分化[59]。研究表明，黃精多糖通過調(diào)節(jié)TLR4表達(dá)來抑制人食管鱗狀細(xì)胞（Eca109細(xì)胞）中的NF-κB信號(hào)通路[60]，促進(jìn)細(xì)胞凋亡。

此外，黃精多糖通過影響腫瘤細(xì)胞周期，阻礙腫瘤細(xì)胞基因轉(zhuǎn)錄，干擾腫瘤細(xì)胞分裂增殖，從而抑制腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移。研究表明，黃精多糖通過影響細(xì)胞周期分布，將肝癌H22移植瘤細(xì)胞阻滯于G0/G1期，使腫瘤細(xì)胞不能進(jìn)入S期進(jìn)行DNA復(fù)制，從而抑制肝癌H22細(xì)胞增殖。此外，黃精多糖抑制腫瘤細(xì)胞下游CDK1和CyclinB1基因的表達(dá)，從而阻斷Hela細(xì)胞周期G2/M期[61]。

4.6 其他生物活性

黃精多糖除具有免疫調(diào)節(jié)、抗氧化、降血糖、抗炎、抗腫瘤的生物活性外，還具有抑菌、抗病毒、抗衰老、保護(hù)神經(jīng)系統(tǒng)、調(diào)節(jié)心肌活性等生物活性。黃精多糖的其他生物活性詳細(xì)見表3。

表3 黃精多糖的其他生物活性Table 3 Other biological activities of Polygonatum polysaccharides

5 結(jié)語

目前，黃精多糖提取分離、純化以及生物活性的研究取得了一定進(jìn)展，但也存在局限性。如：黃精種類不同造成多糖提取、分離純化方法存在差異性，部分方法提取效率低，時(shí)間長(zhǎng)，黃精多糖純化困難且損失較大；黃精多糖結(jié)構(gòu)研究主要在初級(jí)結(jié)構(gòu)方面，對(duì)黃精多糖空間構(gòu)象、主次鏈的高級(jí)結(jié)構(gòu)研究較少；黃精多糖結(jié)構(gòu)修飾的研究相對(duì)較少，主要取決于化學(xué)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性；黃精多糖質(zhì)量測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)不易控制，對(duì)生物活性作用機(jī)理及其構(gòu)效關(guān)系尚不明確；黃精多糖的生物活性以體外實(shí)驗(yàn)為主，缺乏體內(nèi)實(shí)驗(yàn)以及臨床應(yīng)用，這限制黃精多糖的深入研究。因此，我們對(duì)黃精多糖的研究可從以下幾點(diǎn)出發(fā)：a.黃精多糖采用協(xié)同提取方法提取，并將膜分離與柱層析技術(shù)有效結(jié)合，提高分離純化效果，以獲得純度較高的黃精多糖；b.在對(duì)黃精多糖初級(jí)結(jié)構(gòu)研究的基礎(chǔ)上，采用原子力顯微鏡法、X-射線衍射法等方法分析黃精多糖晶型、分子構(gòu)型和空間構(gòu)象；同時(shí)，利用計(jì)算機(jī)模擬黃精多糖的空間構(gòu)象，構(gòu)建黃精多糖的立體結(jié)構(gòu)，為探究黃精多糖高級(jí)結(jié)構(gòu)提供新的思路；c.黃精多糖單體化合物的生物活性及其作用機(jī)制研究仍相對(duì)較少；研究時(shí)應(yīng)注意分析其提取、純化活性部位，闡明其藥效團(tuán)的基礎(chǔ)，為其進(jìn)一步開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)；d.在多種信號(hào)通路分析的基礎(chǔ)上，從基因調(diào)控、蛋白表達(dá)、代謝組學(xué)角度去探究黃精多糖對(duì)疾病的防御機(jī)制，為深入研究黃精多糖在動(dòng)物及人體的生物學(xué)作用提供科學(xué)依據(jù)?？傊S精多糖的研究仍處于發(fā)展階段，仍需要科研工作者從不同角度對(duì)黃精多糖進(jìn)行探索研究。