海洋寡糖的生物活性研究進展

孫慧慧，楊國淞,2，程伊夢,2，李昭悅，趙 玲，曹 榮,3,*，劉 淇

（1.中國水產(chǎn)科學研究院黃海水產(chǎn)研究所，山東 青島 266071；2.中國海洋大學食品科學與工程學院，山東 青島 266003；3.青島海洋科學與技術試點國家實驗室 海洋藥物與生物制品功能實驗室，山東 青島 266237）

海洋占全球總面積的70%以上，廣闊的海洋水環(huán)境催生了龐大而復雜的海洋生態(tài)系統(tǒng)，海洋資源種類繁多，具有豐富的生物多樣性。在海洋環(huán)境中，多糖是有機碳中最大的成分之一。大量研究表明，海洋多糖具有抗腫瘤、抗病毒、抗炎和提高免疫力等有益特性，在保健品、化妝品、食品和醫(yī)藥行業(yè)中具有重要應用價值。但是海洋多糖分子質量大，具有無序的分支和基團的取代等復雜的異質結構，導致海洋多糖的溶解度低，溶液黏度大，限制了海洋多糖的應用。海洋多糖可以通過降解途徑制備得到寡糖，且研究表明，與海洋多糖相比，海洋寡糖不僅溶解性好，而且具有更好的生物活性，易于被機體吸收利用。本文綜述了幾種常見海洋寡糖的生物活性研究進展，包括幾丁寡糖/殼寡糖、褐藻膠寡糖、卡拉膠寡糖和瓊膠寡糖，以期為海洋多糖資源的高價值利用及海洋寡糖的深度開發(fā)提供參考。

1 幾丁寡糖/殼寡糖

甲殼素是一種不溶于水的由-4-糖苷鍵連接的-乙酰氨基葡萄糖組成的陽離子氨基多糖，是自然界中產(chǎn)量僅次于纖維素的天然大分子，通常存在于甲殼類動物的殼，昆蟲的表皮和真菌細胞壁中。由幾丁質降解產(chǎn)生的幾丁寡糖（-acetyl chitooligosaccharide，NCOS）（圖1A）具有良好的溶解性和多種生物學功能，可用于農(nóng)業(yè)、食品和制藥等行業(yè)。

甲殼素完全或部分脫乙?；蓺ぞ厶?，殼聚糖是一種陽離子堿性多糖，它是由-葡糖胺通過-1,4-糖苷鍵連接而成。殼聚糖具有許多生物活性，例如抗腫瘤，抗菌和降血壓等。殼聚糖的降解產(chǎn)物殼寡糖（chitooligosaccharide，COS）（圖1B）是自然界中唯一發(fā)現(xiàn)的帶正電荷的堿性氨基低聚寡糖。與殼聚糖相比，殼聚糖具有分子質量低、水溶性好、生物活性高、易于被人體吸收等優(yōu)點。

圖1 幾丁寡糖（A）和殼寡糖（B）的結構圖Fig. 1 Structures of N-acetyl chitooligosaccharide (A) and chitooligosaccharide (B)

1.1 抗菌活性

1979年，自Allan等首次發(fā)現(xiàn)了殼聚糖的抗菌活性以來，殼聚糖及其降解產(chǎn)物殼寡糖的抗菌活性引起了研究者的廣泛興趣。研究發(fā)現(xiàn)殼寡糖的抗菌活性受多種因素的影響，包括脫乙酰度或乙?；省⒕酆隙然蚍肿淤|量、乙?；Ｊ?、微生物種類以及其他一些理化性質。Sánchez等發(fā)現(xiàn)脫乙酰度為63%的殼寡糖可以抑制大腸桿菌和單核細胞增生李斯特菌的生長，而脫乙酰度為27%的殼寡糖則表現(xiàn)出更好的抗菌活性，說明殼寡糖乙?；揎棇τ诎l(fā)揮良好的抗菌能力是必需的。Younes等測試了15種具有不同脫乙酰度和分子質量的均相殼寡糖在不同的pH值條件下對革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌及真菌的抗菌活性，結果顯示殼寡糖可以顯著抑制大多數(shù)受試菌的生長，其脫乙酰度越高，pH值越低，抗菌活性越高；隨著分子質量的降低，殼寡糖對革蘭氏陰性菌的抗菌活性進一步增強，而對革蘭氏陽性菌則剛好相反。殼寡糖抗菌活性背后的機制以及其他因素的作用仍然尚未確定，但殼寡糖的抗菌活性及無毒性是毋庸置疑的。因此可以預見殼寡糖未來將作為常規(guī)的抗菌劑應用于食品、農(nóng)業(yè)及醫(yī)藥行業(yè)等領域。

1.2 抗氧化活性

殼寡糖作為一種天然的抗氧化劑，具有非常好的自由基清除能力。與殼聚糖相比，殼寡糖的糖鏈短，具有較弱的分子內及分子間氫鍵。因此，游離羥基和氨基被活化，這有助于促進抗氧化活性。Li Kecheng等分別測試了殼三糖、殼四糖、殼五糖、殼六糖單糖和殼七糖至殼十糖混合物的抗氧化活性，結果表明低聚合度的殼寡糖與高聚合度殼寡糖相比表現(xiàn)出更好的清除羥自由基活性，而所有測試的殼寡糖中對超氧化物自由基的清除活性則隨聚合度的增加而增加。Yang Fan等將殼寡糖作為啤酒中的抗氧化劑，可有效清除啤酒中的自由基，防止啤酒老化，提高風味穩(wěn)定性。Guo Xiaoyu等通過使用殼寡糖促進了大麥萌發(fā)過程中酚類化合物的產(chǎn)生，提高了麥芽的抗氧化能力。這些研究結果表明，殼寡糖在制藥、農(nóng)業(yè)和食品工業(yè)中作為抗氧化劑具有廣闊的應用前景。

1.3 抗腫瘤活性

與傳統(tǒng)的腫瘤治療相比，殼寡糖具有毒性低的特點和免疫調節(jié)的功能，在治療和預防癌癥中顯示出強大的抗腫瘤生物活性。Han Fushi等研究了殼寡糖對人結腸癌細胞的抗增殖和放射增敏作用，結果表明殼寡糖可以有效抑制SW480細胞的增殖，增強SW480細胞的放射增敏作用，并可誘導其G2/M期阻滯和凋亡。潘珍等研究了不同聚合度殼寡糖單體對骨肉瘤細胞的影響，結果發(fā)現(xiàn)殼五糖可以有效抑制骨肉瘤細胞的增殖、轉移和侵襲能力，并推測其作用機制是通過調控磷酸肌醇-3-激酶/絲氨酸-蘇氨酸蛋白激酶（phosphateidylinositol 3 kinase/serine-threonine kinase，PI3K/AKT）信號轉導通路產(chǎn)生的。研究顯示殼寡糖可以在多個步驟（包括生長、侵襲和轉移）中斷癌癥的進程，且體外實驗表明，它會導致多種癌細胞死亡，包括膀胱癌、前列腺癌、肝癌、宮頸癌和結直腸癌細胞等。但是目前對殼寡糖的抗腫瘤活性機制還很不確定，其在不同階段抗腫瘤作用的潛在機制主要包括：1）在初始階段，殼寡糖通過抑制核轉錄因子（nuclear factor kappa B，NF-κB）活性和環(huán)氧化酶2（cyclooxygenase-2，COX-2）的表達并增強腺苷酸激活蛋白激酶（AMP-activated protein kinase，AMPK）活性和抗氧化酶表達來發(fā)揮化學預防作用；2）在生長階段，殼寡糖通過抑制-連環(huán)蛋白、雷帕霉素機制靶點（mechanistic target of rapamycin，mTOR）、丙酮酸激酶和鳥氨酸脫羧酶等參與的相關途徑，激活腫瘤細胞中的半胱氨酸蛋白酶-3（caspase-3），以及刺激自然殺傷細胞釋放的干擾素γ（interferon gamma，IFN-γ）和白細胞介素（interleukin，IL）-12來限制腫瘤細胞的生長；3）在侵襲和轉移階段，殼寡糖通過下調CD147、基質金屬蛋白酶（matrix metallopeptidase，MMP）-2和MMP-9來抑制腫瘤細胞；4）在血管生成階段，殼寡糖還能夠通過抑制血管內皮細胞中血管內皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）和尿激酶型纖溶酶原激活劑（urokinase-type plasminogen activator，uPA）的表達來抑制腫瘤血管的生成。

1.4 其他生物活性

此外，幾丁寡糖/殼寡糖其他方面的生理活性也受到很多的關注并已有相關的研究報道。如具有調控植物生長、激活防御反應、增強抗病性等活性，可以應用在農(nóng)業(yè)領域中。辛秀竹等的研究表明葉面噴施幾丁寡糖能顯著提高小麥葉綠素含量，促進干物質的積累進而提高產(chǎn)量；沈奕等對煙草的研究也表明，幾丁寡糖可以提高煙草對黑脛病的抗性。幾丁寡糖還具有調控機體系統(tǒng)性炎癥和脂代謝紊亂等作用；殼寡糖則能夠改善葡萄糖代謝從而起到抗糖尿病的作用。在改善骨質疏松癥方面的研究中發(fā)現(xiàn)，殼寡糖可以促進成骨細胞的增殖、增加骨密度和骨強度，從而達到改善骨質疏松癥的目的。

2 褐藻膠寡糖

褐藻膠是一種酸性直鏈多糖，主要存在于褐藻的細胞壁和細胞間質，是通過2種單體--古洛糖醛酸（guluronic acid，G）和--甘露糖醛酸（mannuronic acid，M）通過1→4糖苷鍵雜聚在一起形成的，它們以不同的比例和序列形成3種嵌段連接：聚甘露糖醛酸（polyM）、聚古洛糖醛酸（polyG）和雜聚物（polyMG）。褐藻膠寡糖（圖2）是褐藻膠的寡聚物，其聚合度在2～10之間，解聚后它的水溶性增強、易被機體吸收，是一種安全無毒的化合物。褐藻寡糖具有多種生物活性，可以廣泛應用于食品、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)及化妝品等領域。

圖2 褐藻膠寡糖的結構Fig. 2 Structures of alginate oligosaccharides

2.1 抗氧化活性

褐藻寡糖具有抗氧化活性，可有效清除自由基，作為抗氧化劑在食品保鮮、人類健康及飼料添加劑領域中有廣泛應用。陳淑瓊等對酶解制備的褐藻寡糖進行了自由基清除能力的測定，結果表明，褐藻寡糖可以通過減少氧化作用延長對蝦的貨架期。Guo Junjie等的研究表明褐藻寡糖預處理后可減輕阿霉素誘導的心臟氧化應激，改善阿霉素引起的心臟功能障礙并減弱心肌細胞凋亡，從而顯著提高小鼠存活率。在Pan Hui等的研究中，褐藻寡糖通過激活核因子紅素-2相關因子2（nuclear factor erythrogen-2 associated factor 2，Nrf2）途徑并增強內源性抗氧化劑防御系統(tǒng)，顯著減輕了-半乳糖誘導的小鼠腎臟衰老程度，該結果表明褐藻寡糖是延遲腎臟衰老的潛在藥物。褐藻寡糖還可作為抗氧化劑添加至飼料中，以防止或延緩飼料中某些活性成分發(fā)生氧化變質。此外，褐藻寡糖的抗氧化活性與其分子質量、M/G比及制備方法有關，研究表明，低分子質量的褐藻寡糖具有更高的抗氧化活性；而具有相同分子質量的褐藻寡糖，M/G比較高的表現(xiàn)出更強的自由基清除活性；酶法制備的褐藻寡糖其抗氧化活性優(yōu)于酸水解獲得的寡糖。

2.2 抗腫瘤活性

早在1985年就有褐藻寡糖抗腫瘤活性的報道，但其作用機制至今尚不明確。最近的研究表明，該作用涉及多種機制，包括癌細胞的增殖和遷移、免疫調節(jié)、抗氧化及抗炎作用等。Chen Jiayu等利用不同聚合度（2～5）的褐藻寡糖進行了抗骨肉瘤的效果評價，結果顯示，五糖對于骨肉瘤細胞的生長具有明顯的抑制作用，進一步的跟蹤研究表明，褐藻寡糖提高了血清中超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、谷胱甘肽（glutathione，GSH）的含量，并降低了血清中的IL-1β和IL-6水平，通過改善患者的抗氧化和抗炎能力介導抗腫瘤作用。越來越多的研究已經(jīng)證實褐藻寡糖的抗腫瘤活性，但要將其用于腫瘤的治療還需要更多的臨床試驗，此外，對于褐藻寡糖的抗腫瘤機制也需要更加深入的研究。

2.3 抗菌活性

褐藻寡糖具有抗菌活性，能夠抑制包括枯草芽孢桿菌、假單胞菌、不動桿菌、念珠菌、鰻弧菌及青霉、曲霉在內的多種細菌和真菌，此外，褐藻寡糖還可以增強某些抗生素及抗菌藥的活性。T?ndervik等使用一系列致病性真菌評估了褐藻寡糖干擾真菌生長和增強常規(guī)抗真菌藥的能力，這項研究證實了褐藻寡糖的抗真菌活性，并為其在真菌感染的治療及降低臨床應用中抗真菌藥物的毒性提供了依據(jù)。Bouillon等首次研究了褐藻寡糖對乳制品來源的常見腐敗真菌的抑制作用，結果表明褐藻寡糖的加入可以明顯降低副念珠菌、漢遜德巴利酵母和漢遜酵母菌的生長速率。有關褐藻寡糖抗菌活性的作用機制也有許多研究報道。Wang Hengzhuang等的研究表明褐藻寡糖可以破壞生物被膜來達到抑菌的效果。也有研究報道，褐藻寡糖的抗菌功能是通過抑制和群體感應信號、影響生物被膜的形成來實現(xiàn)的。Pritchard等在研究對白色念珠菌的抑制作用中發(fā)現(xiàn)褐藻寡糖能夠改變念珠菌中毒力因子的表達并抑制菌絲的形成和侵襲。

2.4 其他生物活性

褐藻寡糖除了上述生物活性外，還具有其他有益健康的作用，如抗炎、抗哮喘、抗高血壓、抗糖尿病、抗凝血、抗肥胖及神經(jīng)調節(jié)等。在最近的一項研究中，Wang Xinyi等將從褐藻中分離制備的寡甘露酸鈉（GV-971）用于阿爾茨海默病的治療中，臨床試驗結果表明，GV-971可以抑制腸道生態(tài)失調和相關的苯丙氨酸/異亮氨酸的積累，逆轉輕度至中度阿爾茨海默癥患者的認知功能障礙。褐藻寡糖在農(nóng)業(yè)領域也有廣泛的應用，可用作生物農(nóng)藥和抗逆劑以促進植物生長、緩解植物脅迫。研究表明，葉面噴施褐藻寡糖后，可以減輕酸雨和高溫對水稻葉片的傷害，保持水稻的生物量和葉綠素含量，并保持葉片組織的結構完整性。此外，褐藻寡糖在水產(chǎn)養(yǎng)殖、飼料添加劑及食品保存等方面也有重要的應用。Bose等研究了褐藻寡糖對草莓儲藏過程的影響，結果發(fā)現(xiàn)褐藻寡糖處理后可以抑制脫落酸信號傳導和細胞壁變性基因表達，從而延遲脫落輔助物的生長，維持草莓在貯藏過程中的品質，同時延長了草莓的保質期。

3 瓊膠寡糖

瓊脂是一種從石花菜、江蘺等紅藻中提取的天然產(chǎn)物，由瓊脂糖和硫瓊膠組成。瓊脂糖是由--半乳糖（-galactosamine，-Gal）和3,6-內醚---半乳糖（3,6-anhydro--galactose，-AHG）的重復單元交替形成的線性多糖，硫瓊膠與瓊脂糖結構類似，但硫瓊膠的某些羥基和伯醇基被甲氧基、丙酮酸殘基等取代。瓊膠寡糖是瓊脂的水解產(chǎn)物（圖3），分為瓊寡糖和新瓊寡糖，二者分別在還原端具有-AHG和-Gal。相較于瓊脂黏度高、溶解性差、不利于人體吸收等缺點，瓊脂寡糖具有良好的水溶性因此利于人體吸收，且多項研究表明瓊脂寡糖具有多種生物活性，在生物、食品、醫(yī)療等方面具有良好的應用前景。

圖3 瓊膠寡糖的結構Fig. 3 Structure of agarooligosaccharides

3.1 抗氧化活性

瓊膠寡糖作為一種無毒的天然化合物，其抗氧化活性引起了研究者的廣泛關注。李海新等的研究表明，瓊膠寡糖對2,2-聯(lián)苯基-1-苦基肼基（2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl，DPPH）自由基、羥自由基和超氧陰離子自由基均具有較強的清除能力，且其抗氧化能力隨濃度的增大而增強。此外，瓊膠寡糖的抗氧化活性還與其水解方式及聚合度有關。在Hong等的研究中發(fā)現(xiàn)，與酶水解法相比，由酸水解法獲得的瓊寡糖具有較好的抗氧化活性。與之相反，在Xu Xinqi等的研究中則發(fā)現(xiàn)，酶法獲得的新瓊寡糖其抗氧化活性比酸水解獲得的瓊寡糖更高。因此，有關瓊寡糖和新瓊寡糖的抗氧化活性機制還需要更加深入的研究。宋香凝等利用瓊膠寡糖的抗氧化性對羅非魚肉進行保鮮，結果表明聚合度為3的瓊膠寡糖具有最高的抗氧化活性，可以有效延長羅非魚肉的保鮮期限。

3.2 抗炎活性

有關瓊膠寡糖的抗炎活性也已有多項研究，且其活性與瓊膠寡糖的結構、聚合度有關。Yun等測試了包括新瓊二糖、-AHG和-AHG在內的幾種瓊膠寡糖的抗炎活性，結果只有-AHG顯示出明顯的抗炎作用，因此瓊寡糖還原端的-AHG被認為是抗炎活性的關鍵。但是Wang Wei等的研究發(fā)現(xiàn)，新瓊寡糖特別是新瓊四糖可以通過抑制iNOS和促炎細胞因子的表達和分泌來降低脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）誘導的小鼠巨噬細胞中NO的產(chǎn)生和釋放，表現(xiàn)出顯著的抗炎作用。此外，Zou Yaxue等利用脂多糖誘導小鼠巨噬細胞和斑馬魚模型，分別進行體外和體內實驗，比較了不同聚合度瓊膠寡糖的抗炎活性，結果顯示由于瓊膠寡糖的協(xié)同作用，未經(jīng)分離純化的寡糖混合物表現(xiàn)出更高的抗炎活性，這一發(fā)現(xiàn)可以省去瓊膠寡糖制備過程中的分離純化工作，使步驟大為簡化，在食品、醫(yī)藥和化妝品領域展現(xiàn)出較高的應用價值。

3.3 抗腫瘤活性

多項研究表明瓊膠寡糖具有抗腫瘤活性，并能預防相關疾病的發(fā)生。Higashimura等發(fā)現(xiàn)口服瓊膠寡糖可以防止小鼠高脂肪飲食引起的腸道菌群失調，包括小鼠微生物組成、短鏈脂肪酸（short-chain fatty acids，SCFA）含量和膽汁酸代謝的改變，從而抑制結腸癌的發(fā)生。Lee等采用皮下注射B16F1黑色素瘤細胞的小鼠模型研究了瓊膠寡糖的抗腫瘤免疫作用，瓊膠六糖通過以Toll樣受體4（toll-like receptor 4，TLR4）依賴性方式控制樹突狀細胞（dendritic cells，DC）和自然殺傷（natural killer，NK）細胞之間的串擾，對B16F1黑色素瘤細胞表現(xiàn)出抗腫瘤活性。此外，瓊膠寡糖還可以通過調節(jié)肌肉生長抑制素的表達來抑制腫瘤壞死因子誘導的肌管收縮相關蛋白降解和基因表達，從而維持肌管質量和張力。

3.4 其他生物活性

據(jù)報道瓊膠寡糖還有其他一些有益健康的活性，比如抗肥胖、抗糖尿病、抗疲勞、保肝等。Hong等研究發(fā)現(xiàn)高脂肪飲食誘導的肥胖小鼠攝入瓊膠寡糖后，可以通過提高血液中的脂聯(lián)素濃度抑制肥胖，并極大地改善了糖尿病相關指標。Lin Fudi等的研究也證實了瓊膠寡糖可以用于治療2型糖尿病引起的一些并發(fā)癥，有利于控制血糖水平，并緩解肝和胰島的損傷。瓊膠寡糖還可以調節(jié)腸道微生物，增加SCFA的濃度，從而對胃腸道產(chǎn)生有益效應。最近一項研究顯示，與木糖醇相比，瓊膠寡糖對變形鏈球菌的生長和乳酸產(chǎn)生具有更高的抑制活性，因此被建議作為一種新型抗齲糖來使用。多項研究證實瓊膠寡糖還具有美白作用，它可以抑制酪氨酸酶的活性，降低黑色素合成，并且Hong等的研究表明瓊膠寡糖混合物比寡糖單體的美白效果更好。此外，瓊膠寡糖還有其他一些生物活性，如促進植株生長、提高抗性、改善果蔬品質、提高魚蝦免疫力等，可以廣泛應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和水產(chǎn)養(yǎng)殖中。

4 卡拉膠寡糖

卡拉膠是從紅藻（如紫菜、角叉菜等）中提取的線性硫酸酯化多糖，主要由半乳糖和脫水半乳糖單元通過-1,3-和-1,4-糖苷鍵交替連接而成。根據(jù)其主鏈糖環(huán)上硫酸鹽取代的數(shù)量和位置不同，可以分為多種類型，目前3種商業(yè)上開發(fā)最多的是-、-、-卡拉膠?？ɡz寡糖（圖4）是其降解產(chǎn)物，與卡拉膠相比，具有分子質量更低、溶解度更高的優(yōu)點，同時因其活性基團充分暴露，活性顯著提高，在生物醫(yī)藥、食品等領域表現(xiàn)出良好的應用前景。

圖4 卡拉膠寡糖的結構Fig. 4 Structures of carrageenan oligosaccharides

4.1 抗氧化活性

有關卡拉膠寡糖及其衍生物的抗氧化活性已有多項研究，且其活性受多種因素影響。Sun Yujiao等分別采用了自由基解聚、弱酸水解、酶解和部分水解的方法降解卡拉膠，通過測定超氧陰離子自由基清除活性、羥自由基清除活性、還原力和DPPH自由基清除活性，研究了卡拉膠寡糖的抗氧化活性，結果發(fā)現(xiàn)用過氧化氫解聚方法獲得的產(chǎn)物顯示出最高的抗氧化能力，進一步的研究表明卡拉膠寡糖的抗氧化活性與其聚合度、還原糖及硫酸基團的含量有關。毛俊龍等制備了硒化卡拉膠寡糖，并進行了體外抗氧化活性測試，包括羥自由基、超氧陰離子自由基、DPPH自由基的清除能力及還原力，結果表明硒化卡拉膠寡糖具有較強的清除自由基能力和還原力，且卡拉膠寡糖硒化后其抗氧化活性顯著提高，優(yōu)于亞硒酸鈉、硒化卡拉膠和卡拉膠寡糖，并與濃度呈正相關。

4.2 抗腫瘤活性

卡拉膠寡糖在開發(fā)潛在的抗腫瘤藥物方面吸引了研究者越來越多的興趣，一些研究人員報道了其抗腫瘤活性。Yuan Huamao等首先研究了卡拉膠寡糖對攜帶肉瘤S180的小鼠具有抗腫瘤和免疫調節(jié)的作用，然后又檢驗了卡拉膠寡糖的不同化學修飾對其抗腫瘤活性的影響，結果表明卡拉膠寡糖衍生物的活性均顯著高于原始寡糖，特別是進行硫酸化修飾后可以提高其抗腫瘤活性。Yao Zi’ang等采用酶法制備了不同聚合度的卡拉膠寡糖混合物，并探索了其抗腫瘤和抗血管生成活性，結果表明，卡拉膠寡糖能夠抑制S180和MCF-7腫瘤的生長，抑制ECV304細胞的增殖、遷移和管形成，在雞絨毛尿囊膜實驗中可以抑制心血管的生長，降低MCF-7腫瘤的微血管濃度，并具有抑制腫瘤細胞向內皮細胞分化的功效。

4.3 免疫調節(jié)活性

為了檢測卡拉膠寡糖的免疫調節(jié)活性，Yao Zi’ang等制備了-卡拉膠寡糖及其脫硫酸鹽衍生物，結果顯示卡拉膠寡糖可以保護小膠質細胞免受LPS的激活，且其抑制作用與濃度和硫酸基含量有關。劉雪冰研究了卡拉膠三糖、十一糖和十九糖對小鼠單核巨噬細胞的免疫調節(jié)活性，其中卡拉膠十一糖顯示出最高的促進細胞增殖能力，并能提高細胞的吞噬能力。郭娟娟采用LPS誘導的小鼠單核巨噬細胞為炎癥細胞模型，研究了不同聚合度卡拉膠寡糖的免疫調節(jié)活性，結果表明卡拉膠寡糖的免疫活性與其聚合度有關，聚合度越高，活性越高；相同聚合度的寡糖則是硫酸基團含量越多活性越高，進一步的研究表明，卡拉膠寡糖通過抑制NF-κB信號通路上的蛋白表達，從而起到免疫調節(jié)的效果。

4.4 其他生物活性

卡拉膠寡糖還具有許多其他活性，如具有抗凝血、降血壓、抗病毒、抗菌、抗炎等。吳海歌等通過體外實驗檢測卡拉膠寡糖的抗凝血活性，表明其可以顯著延長凝血時間，且濃度越大，效果越好。陳夢等研究了卡拉膠寡糖鉀對原發(fā)性高血壓大鼠（spontaneously hypertensive rat，SHR）的降血壓作用，結果顯示，灌胃卡拉膠寡糖后可以顯著降低腎素和血管緊張素II的水平，并能降低血液中LPS水平，改善腸道上皮結構的完整性。Johnson等在LPS刺激的人牙齦成纖維細胞中觀察到了加載表面活性素的卡拉膠寡糖連接的纖維素納米顆粒具有抗菌和抗炎作用，在納米顆粒的存在下，會降低活性氧、轉錄因子和細胞因子的產(chǎn)生，為加載表面活性素的納米顆粒用于牙周炎的治療提供了依據(jù)。此外，卡拉膠寡糖還具有益生元活性，Han Zhenlian等對3種海藻寡糖進行了益生元潛力評價，包括瓊膠寡糖、褐藻膠寡糖及卡拉膠寡糖，結果顯示，3種寡糖均可以增加SCFA的濃度，并改變微生物群的組成。在水產(chǎn)品保鮮領域中，卡拉膠寡糖也表現(xiàn)出優(yōu)異的性質。在魷魚凍藏過程中加入卡拉膠寡糖，可明顯抑制肌原纖維蛋白的氧化變性，改善魷魚肌肉品質。吳海瀟等發(fā)現(xiàn)，卡拉膠寡糖在南美白對蝦的冷凍過程中表現(xiàn)出抗凍保水作用，有利于蝦仁品質的保持。

5 結 語

海洋多糖是重要的海洋資源，由此制備的海洋寡糖因其優(yōu)異的生物活性越來越受到關注，在食品、藥品、化妝品、農(nóng)業(yè)、水產(chǎn)等領域都有廣闊的應用前景。目前海洋寡糖主要是由物理、化學和酶解方法獲得的，相較于其他方法，酶解法具有反應條件溫和、能耗低、產(chǎn)物可控、環(huán)境友好等優(yōu)勢，因此開發(fā)獲得具有高活性、高穩(wěn)定性、高專一性的海洋多糖降解酶是發(fā)展海洋寡糖產(chǎn)業(yè)的一個重要方向。另外，目前的研究表明海洋寡糖的生物活性與其聚合度、取代基位置及含量等多種因素相關，因此對海洋寡糖生物活性的構效關系也需要更加深入的研究。此外，盡管目前已經(jīng)對海洋寡糖的各種生物活性進行了多項研究，但其大部分的作用機制尚不明確，未來的研究需要著眼于分子水平功能的探討與揭示，這也是促進未來海洋寡糖產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要基礎。隨著先進技術的不斷發(fā)展和技術人員的深入研究，必將促進海洋寡糖產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展和進步。