大別山常見(jiàn)藥材中多糖成分的藥理活性研究進(jìn)展*

侯婷婷，楊 迎，陸海波，陳艷君，李 芳，韓邦興，高雷雷，劉 東

(1 安徽中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院，安徽 合肥 230012；2 安徽省中藥資源保護(hù)與持續(xù)利用工程實(shí)驗(yàn)室，安徽 六安 237012；3 皖西學(xué)院生物與制藥工程學(xué)院，安徽 六安 237012)

大別山地理位置獨(dú)特，地跨安徽、湖北、河南三省份，屬于亞熱帶和暖溫帶過(guò)渡區(qū)。該地區(qū)日照溫和、溫度升降平緩，山地年降水量多于周?chē)皆颓鹆甑貛В㈦S海拔升高而增加，因此大別山地區(qū)氣候溫潤(rùn)適宜，孕育出豐富的中藥材資源，其中以霍山石斛、靈芝、天麻、茯苓及黃精等較為常見(jiàn)?；谶m宜生長(zhǎng)條件獲得的優(yōu)良中藥材成分豐富，富含多糖、黃酮、生物堿、萜類(lèi)、蛋白質(zhì)等成分，且藥理作用廣泛，其中多糖是有效維持和保證生物體生命活動(dòng)的基本物質(zhì)，也是發(fā)揮藥理作用的重要成分。

多糖是細(xì)胞代謝產(chǎn)生的一種天然物質(zhì)，主要由10個(gè)以上單糖通過(guò)糖苷鍵鍵合而成[2]。根據(jù)單糖種類(lèi)、排列順序、有無(wú)支鏈等可以產(chǎn)生很多不同的結(jié)構(gòu)，對(duì)應(yīng)發(fā)揮的藥理活性及作用機(jī)制也不盡相同，其主要有免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤、抗氧化、降血糖、對(duì)免疫性肝損傷的保護(hù)以及抗菌等藥理作用[3]。部分多糖制成藥品，現(xiàn)已上市，如由靈芝孢子粉經(jīng)特定工藝制成的靈孢多糖注射液，茯苓多糖口服液等。本文基于已有研究成果系統(tǒng)闡述大別山常見(jiàn)中藥材中多糖成分的藥理活性及部分相關(guān)作用機(jī)制，以期為大別中藥多糖活性成分的進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)提供新的思考。

1 研究概述

天然中藥多糖是從中藥中提取出的一類(lèi)生物大分子，由單糖以α-或者β-糖苷鍵組成的一類(lèi)化合物，單糖的種類(lèi)相同或不同，參與某些部分的生物合成反應(yīng)、影響細(xì)胞增殖、抗病毒和細(xì)菌感染、抑制腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移、調(diào)節(jié)腸道菌群等。不同中藥的多糖成分提取和純化方式不盡相同，主要以水提法、酶提法及超聲波法等提取，色譜柱、柱層析等方法純化，生物活性也有一定的差別。在此將重點(diǎn)概述霍山石斛、天麻、靈芝、茯苓及黃精等大別山區(qū)常見(jiàn)中藥材的多糖研究現(xiàn)狀，總結(jié)如表1所示。

表1 霍山石斛、天麻、靈芝、茯苓和黃精多糖的概述

2 多糖的生物活性及其作用機(jī)制

2.1 抗氧化

中藥多糖發(fā)揮抗氧化作用主要有清除自由基和調(diào)控抗氧化酶或氧化酶活性兩方面：(1)直接或間接的清除自由基，(2)提高抗氧化酶活性或降低氧化酶活性：多糖可以通過(guò)刺激絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)/Nrf2信號(hào)通路，促進(jìn)細(xì)胞對(duì)Ⅱ相解毒酶的分泌，可以促進(jìn)抗氧化酶的分泌以及酶活，還可以降低機(jī)體或細(xì)胞內(nèi)自由基水平，增強(qiáng)其氧化應(yīng)激反應(yīng)的抗性[17]。

2.2 抗腫瘤

惡性腫瘤作為嚴(yán)重危害人類(lèi)生命安全的疾病之一，臨床上主要以手術(shù)、化療、放療等綜合治療手段為主。然而，患者免疫功能低下，并且放療和化療對(duì)機(jī)體正常細(xì)胞也會(huì)造成不同程度的損傷，使得惡性腫瘤的臨床治療效果并不理想。中藥多糖的抗腫瘤活性已得到廣泛認(rèn)可，其能對(duì)多種腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生一定的抑制作用，而對(duì)正常細(xì)胞幾乎沒(méi)有毒副作用，現(xiàn)已成為潛在的抗腫瘤藥物資源被開(kāi)發(fā)。張丹丹等[24]顯微觀察發(fā)現(xiàn)體外培養(yǎng)的人胃癌細(xì)胞(Human Gastric Cancer Cells，SGC-7901)的生長(zhǎng)能被霍山石斛多糖抑制，主要因?yàn)槎嗵歉淖兞四[瘤細(xì)胞的形態(tài)，使得細(xì)胞核固縮甚至凋亡。戴珊珊等[25]研究表明天麻多糖能抑制人乳腺癌細(xì)胞(Human Breast Carcinoma Cells，MCF-7)的增殖，將細(xì)胞阻滯于G2/M期達(dá)到抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)，并且對(duì)該細(xì)胞有凋亡作用，主要作用于晚期凋亡。陳源紅等研究發(fā)現(xiàn)靈芝多糖可抑制人肝癌細(xì)胞株(Human Hepatocarcinoma Cells，Hep G-2)的增殖，促進(jìn)Hep G-2細(xì)胞調(diào)亡，體外研究表面其作用機(jī)制可能與該多糖下調(diào)機(jī)體血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)蛋白水平有關(guān)[26]。經(jīng)研究，羧甲基化的茯苓多糖對(duì)人結(jié)腸癌細(xì)胞(Human Colorectal Carcinoma Cells，HT-29)、人肺癌細(xì)胞(Human lung cancer cell，A549)、SGC-7901、Hep G-2和MCF-7具有一定的抗性[27]。在研究黃精多糖對(duì)MFC(Mouse Forestomach Carcinoma)胃癌荷瘤小鼠抑瘤及免疫調(diào)節(jié)作用一文中，黃精多糖給藥組(高、低兩個(gè)劑量)小鼠脾臟TLR4(Recombinant Toll Like Receptor 4)、MyD88(Mutant Myeloid Differentiation Primary Response 88)、NF-κB(nuclear transcription factor-κB)mRNA表達(dá)明顯降低，說(shuō)明黃精多糖可能是通過(guò)阻滯TLR4/NF-κB信號(hào)通路激活來(lái)抑制荷瘤小鼠體內(nèi)腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)[28]。

2.3 降血糖

由于人們飲食結(jié)構(gòu)的不斷變化，由于胰島素分泌異?；蛞葝u抵抗引起的內(nèi)分泌代謝疾病-糖尿病日益普遍[29]，其主要分為胰島素依賴型的I型糖尿病和非胰島素依賴型II型糖尿病兩種類(lèi)型[30]。研究表明多種中藥多糖具有降血糖的生物活性，如霍山石斛多糖對(duì)II型糖尿病小鼠肝臟葡萄糖穩(wěn)態(tài)和胰腺β細(xì)胞功能具有調(diào)節(jié)作用。靈芝多糖對(duì)II型糖尿病(Diabetes mellitus type 2，T2DM)大鼠血糖的降低和主動(dòng)脈保護(hù)作用明顯，作用機(jī)制可能是下調(diào)晚期糖基化終末產(chǎn)物(Advanced glycation end products，AGEs)及AGE受體(Receptor for advanced glycation end product，RAGE)的表達(dá)從而起到保護(hù)的作用。黃精多糖可降低鏈脲菌素(streptozocin，STZ)誘導(dǎo)的糖尿病小鼠血糖水平，對(duì)其作用機(jī)制研究，表明黃精多糖可能是通過(guò)抑制胰島細(xì)胞凋亡，下調(diào)Caspase-3蛋白表達(dá)起到降血糖的功能[34]。

2.4 抑 菌

中藥中多糖成分起到抗菌活性的方式多種多樣，一是表現(xiàn)在自身具有抗菌活性，如利用薄層平板瓊脂糖孔穴擴(kuò)散法和MIC定性法研究天麻多糖對(duì)抗革蘭氏陽(yáng)性菌、革蘭氏陰性菌及真菌的結(jié)果表明天麻多糖具有廣譜抑菌活性，對(duì)這幾個(gè)菌種均有明顯的抑制效果[35]，對(duì)水溶性茯苓多糖的研究中用牛津杯法測(cè)定其對(duì)金黃葡萄球菌、大腸桿菌和枯草芽孢桿菌的抑制作用，結(jié)果該多糖對(duì)金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的生長(zhǎng)表現(xiàn)出較明顯的抑制作用[36]。多糖抗菌的另一種方式是與藥物聯(lián)用，增強(qiáng)聯(lián)用藥的抗菌效果，如茯苓多糖與恩諾沙星聯(lián)用評(píng)價(jià)其體內(nèi)外的抗菌活性，結(jié)果表明體外茯苓多糖可以改善恩諾沙星清除細(xì)菌生物膜的能力，體內(nèi)治療小鼠腹腔感染時(shí)茯苓多糖可以增強(qiáng)恩諾沙星抑制金黃色葡萄球菌(SA)的活性[37]。由于天然多糖易得、毒性小，這種聯(lián)用方式可減少毒副作用大的藥物的用量、減輕治療藥物副作用帶來(lái)的傷害，使得臨床藥物的使用更為安全有效。

2.5 免疫調(diào)節(jié)及抗炎作用

中藥多糖免疫調(diào)節(jié)的作用機(jī)制復(fù)雜而多樣，在免疫系統(tǒng)層面，中藥多糖可通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞因子、免疫球蛋白等分子水平，提高機(jī)體免疫力；在免疫器官和細(xì)胞免疫層面，中藥多糖能夠促進(jìn)機(jī)體B、T淋巴細(xì)胞的增殖，促進(jìn)巨噬等細(xì)胞的活性[38]。首先，中藥多糖在分子水平的免疫調(diào)節(jié)：①調(diào)節(jié)細(xì)胞因子在體內(nèi)的表達(dá)，②調(diào)節(jié)某些蛋白質(zhì)的分泌[39]。孫洲等[40]通過(guò)檢測(cè)仔豬的血清免疫指標(biāo)：總蛋白、白蛋白、免疫球蛋白G、免疫球蛋白M、免疫球蛋白A、白介素-2(IL-2)、γ干擾素(IFN-γ)等，發(fā)現(xiàn)經(jīng)茯苓多糖干預(yù)后的各項(xiàng)指標(biāo)明顯升高，證明了茯苓多糖具有調(diào)節(jié)免疫力的功能。

在免疫器官和細(xì)胞免疫層面：①增強(qiáng)體內(nèi)淋巴細(xì)胞的增值能力；②激活體內(nèi)自然殺傷細(xì)胞；③促進(jìn)巨噬細(xì)胞的活性；④提高樹(shù)突狀細(xì)胞共刺激因子的表達(dá)等。在卡介苗加脂多糖致免疫性肝損傷小鼠觀察研究中，用噻唑藍(lán)滲入法測(cè)定T、B淋巴細(xì)胞的增殖反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)天麻多糖顯著提高脾T、B淋巴細(xì)胞增殖能力，降低肝臟指數(shù)，其作用機(jī)制可能與天麻多糖調(diào)節(jié)了機(jī)體內(nèi)的免疫功能，產(chǎn)生平衡細(xì)胞因子，減少了TNF-α、IL-1和NO產(chǎn)生等相關(guān)[41]。靈芝多糖可增強(qiáng)小鼠的免疫功能，表現(xiàn)在顯著提升單核巨噬細(xì)胞的吞噬能力和自然殺傷細(xì)胞(NK)的細(xì)胞活性[42]。體外培養(yǎng)小鼠脾淋巴細(xì)胞及巨噬細(xì)胞，測(cè)定黃精粗多糖給藥組，發(fā)現(xiàn)小鼠脾細(xì)胞中免疫因子IL-2、IL-6、IFN-γ等的含量明顯增加，以及一氧化氮分泌量和iNOS mRNA水平有明顯增高，說(shuō)明黃精粗多糖能夠提高體外小鼠脾細(xì)胞免疫活性[43]。茯苓多糖分離純化后得到均一多糖PCP-I，也可增強(qiáng)抗原特異性體液免疫反應(yīng)，其作用機(jī)制是促進(jìn)樹(shù)突狀細(xì)胞(DC)成熟以及增強(qiáng)生發(fā)中心反應(yīng)[44]。

綜上所述，可以發(fā)現(xiàn)植物多糖的免疫調(diào)節(jié)作用是多環(huán)節(jié)、多靶點(diǎn)的對(duì)機(jī)體免疫功能進(jìn)行調(diào)節(jié)來(lái)提高生物機(jī)體免疫力，并不僅僅遵循某種單一的模式。值得注意的是，中藥多糖對(duì)免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)機(jī)制，除了在器官免疫和細(xì)胞免疫層面還涉及各種免疫細(xì)胞上的不同受體，并且對(duì)細(xì)胞間的信使分子有一定的調(diào)節(jié)作用。

2.6 其 他

大別山常見(jiàn)中藥多糖還具有其他一些生物活性，有抗糖基化、抗抑郁、腦保護(hù)作用、降壓等。如石斛多糖經(jīng)硫酸化修飾后，6-O-硫酸化修飾的產(chǎn)物對(duì)抗蛋白質(zhì)非酶糖基化初產(chǎn)物有較為顯著的抑制作用，表明了硫酸化修飾后的石斛多糖具有一定的抗糖基化性能[45]。硫酸修飾的茯苓多糖能通過(guò)調(diào)節(jié)α-氨基3-羥基5-甲基4-異惡唑丙酸(AMPA)受體GluR1(谷氨酸受體1)表達(dá)實(shí)現(xiàn)抗抑郁作用，且副作用小[46]。在腦保護(hù)作用方面，天麻多糖可通過(guò)增加一氧化氮合酶(endothelial nitric oxide synthase, e NOS)表達(dá)來(lái)促進(jìn)一氧化氮 (nitric oxide, NO)釋放；抑制機(jī)體乙酰膽堿酯酶(acetylcholin esterase, ACHE)活性，增加乙酰膽堿含量、增加5-羥色胺(5-hydroxytryptamin, 5-HT)和去甲腎上腺素(noradrenaline, NE)水平、增加γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid, GABA)水平以抑制Glu過(guò)高而產(chǎn)生的大腦毒性起到腦保護(hù)作用。天麻多糖還具有降壓作用，其作用機(jī)制與其促進(jìn)內(nèi)源性舒血管物質(zhì)的生成及抑制內(nèi)源性縮血管物質(zhì)的釋放有關(guān)，促使二者拮抗效應(yīng)達(dá)到平衡有關(guān)，這與卡托普利作用效果相似[49]。

3 結(jié) 語(yǔ)

大別山地區(qū)氣候宜人，為植物生長(zhǎng)提供了優(yōu)良的環(huán)境，使得藥材能有之后的“優(yōu)形”“優(yōu)質(zhì)”“優(yōu)效”[50]。因此，大別山常見(jiàn)中藥霍山石斛、靈芝、天麻、茯苓及黃精等具有重要研究?jī)r(jià)值，其主要活性成分多糖更是研究的重點(diǎn)。中藥多糖一般具有較好的水溶性。但是多糖分子量大小不一，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，要想弄清其起到有效作用的部位或片段相對(duì)較難，并且作為大分子的多糖難以像小分子一樣直接進(jìn)出細(xì)胞。對(duì)于中藥多糖發(fā)揮其獨(dú)特的藥理作用的機(jī)制復(fù)雜而多樣，一種多糖可以以不同的作用機(jī)制治療相同病癥亦可以以相似途徑作用于不同病癥。因此，深入研究植物多糖的生物活性及對(duì)不同病癥的作用機(jī)制，為其在臨床治療中合理運(yùn)用提供有力保障。此外，醫(yī)藥領(lǐng)域的發(fā)展正處于一場(chǎng)走向可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)革命之中，其重點(diǎn)是創(chuàng)新、綠色、安全、可持續(xù)。在這種情況下，中藥多糖因?yàn)槭侵兴幹写嬖诘呢S富大分子，為生物醫(yī)藥及化工材料提供了可再生的應(yīng)用資源。因此，本文綜述了大別山道地藥材中多糖成分的生物活性及其作用機(jī)制為今后開(kāi)發(fā)利用中藥多糖提供了重要的參考資料。