枸杞多糖及其免疫調(diào)節(jié)機制研究進展

萬和林，葉毅豐，韓抒恒，李長江，宋顯炳，詹永成，羅學剛

(1工業(yè)發(fā)酵微生物教育部重點實驗室暨天津市工業(yè)微生物重點實驗室/天津科技大學生物工程學院/天津市微生物代謝與發(fā)酵過程控制技術工程中心/生物工程國家級實驗教學示范中心，天津 300457；2寧夏杞果兄弟生物科技有限公司，寧夏中衛(wèi) 755000)

枸杞多糖具有減緩衰老、抗腫瘤、神經(jīng)保護、肝臟保護、降血糖、免疫調(diào)節(jié)等功效[1]，本文綜述了枸杞多糖免疫調(diào)節(jié)機制的結(jié)構(gòu)組成、免疫調(diào)節(jié)機制、增強枸杞多糖免疫調(diào)節(jié)能力的衍生改造等方面的研究進展，為枸杞多糖的進一步研究提供科學依據(jù)。

1 枸杞多糖涉及免疫調(diào)節(jié)機制的結(jié)構(gòu)

目前，已從枸杞中分離得到30多種枸杞多糖，對于多糖的結(jié)構(gòu)分析目前仍以一級結(jié)構(gòu)為主，即單糖殘基的組成、糖鏈的連接方式、糖鏈的分支情況等[2]。枸杞多糖分子結(jié)構(gòu)主要以糖蛋白分子構(gòu)成，糖占總量的70%[3]。趙孟欣等[4]測定出枸杞多糖的單糖組成主要有甘露糖、果糖、鼠李糖、半乳糖、葡萄糖、木糖、阿拉伯糖和脫氧核糖等。以p-枸杞多糖骨架為例，枸杞多糖的糖鏈結(jié)構(gòu)由兩部分組成，主鏈一部分是重復的1，4-GalpA結(jié)構(gòu)，另一部分是交替連接的1，4-GalpA和1，2-Rhap，在1，2-Rhap的C-4位上連接有支鏈1，3-Galp，1，5-Araf，T-Galp，T-Araf和1，3，6-Galp[5](附表)。

附表 枸杞多糖組分結(jié)構(gòu)匯總

枸杞多糖的免疫調(diào)節(jié)功能與其部分結(jié)構(gòu)有關，田庚元等通過分離寧夏枸杞得到5種糖綴合物(LbGp1～LbGp5)及5種對應的糖鏈(LbGp1-OL～LbGp5-OL)。其中LbGp1、LbGp4、LbGp5及其對應糖鏈作用于B-淋巴細胞；LbGp2、LbGp3、LbGp2-OL、LbGp3-OL作用于B-淋巴細胞、T-淋巴細胞。但糖鏈相較于糖綴合物對免疫調(diào)節(jié)起著更重要的作用，以LbGp3-OL為例，其免疫活性比LbGp3強3倍[9]。并且糖鏈及其綴合物的免疫活性可能與NF-кB和AP-1的表達有關[10]。

2 枸杞多糖免疫調(diào)節(jié)機制

2.1 枸杞多糖對于免疫器官的調(diào)節(jié)

胸腺是主要介導細胞免疫的中樞免疫器官，脾臟是次級免疫器官參與體液免疫，而枸杞多糖對于衰老嚴重的模型動物的胸腺指數(shù)、脾臟指數(shù)均有明顯的改善[11]，對于其他免疫器官指數(shù)也有一定正向的影響[12]。這種影響主要是由于枸杞多糖通過下調(diào)衰老基因的表達(p53、p21、Bax等)[13-14]、調(diào)控P13K/AKT信號通路[15]抵抗細胞氧化等方法，增強免疫細胞抗氧化、抗疲勞的能力，減緩免疫細胞衰老。適當濃度的枸杞多糖或可促進免疫器官的發(fā)育[12]。此外，高劑量的枸杞多糖也可增加派氏結(jié)的數(shù)目，刺激分泌型免疫球蛋白A的分泌，誘導淋巴細胞增殖分化[16]。

2.2 枸杞多糖對于免疫細胞的調(diào)節(jié)

2.2.1 枸杞多糖對樹突狀細胞的影響 樹突狀細胞是人體內(nèi)的一種抗原呈遞細胞，在抗原的刺激下成熟并激活T細胞，啟動免疫應答或免疫耐受。在成熟階段，樹突狀細胞通過上調(diào)抗原呈遞(如MHC-Ⅰ、MHC-Ⅱ)、共刺激分子(如CD40、CD80、CD86)、促炎性細胞因子(如IFN-γ、TNF-α、IL-6、IL-12)來啟動效應T細胞[17]。因此，在某些研究中有將TNF-α作為DC成熟誘導劑的例子，但因為其具有毒副作用而應用有限。通過枸杞多糖誘導樹突狀細胞的成熟是較為有效的方法。有研究表明，枸杞多糖脂質(zhì)體(枸杞多糖L)與枸杞多糖均可激活未成熟的樹突狀細胞，前者表現(xiàn)為細胞表面分子(MHC-Ⅱ、CD40、CD80、CD86)的上調(diào)并促進IL-12p40和TNF-α的產(chǎn)生[18-19]；后者則通過TLR4-Erk1/2-blimp1依賴通路調(diào)控DC成熟，表現(xiàn)為CD11c+MHC-Ⅱ+、CD11c+CD86+、CD11c+CD80+的雙陽性上調(diào)并促進IL-6的產(chǎn)生[20]。

2.2.2 枸杞多糖對巨噬細胞的影響 巨噬細胞是分布廣泛的白細胞，存在于人體的多種組織中，能夠分化為不同的2個亞群即M1型和M2型。M1巨噬細胞具有促炎作用，產(chǎn)生促炎細胞因子促進病原體反應和細胞毒性作用；而M2巨噬細胞則分泌抗炎細胞因子并發(fā)揮抗炎作用，包括加速組織修復和傷口愈合。在炎癥反應中，巨噬細胞將分泌大量細胞因子(如NO、TNF-α、IL-6)，其過度產(chǎn)生將會對組織和器官產(chǎn)生損害。有研究觀察到脂多糖與枸杞多糖均可誘導巨噬細胞產(chǎn)生細胞因子，但在枸杞多糖與脂多糖共誘導時，枸杞多糖卻能夠抑制NO、TNF-α、IL-6的過度產(chǎn)生，并且可能通過調(diào)節(jié)巨噬細胞向不同亞群分化來維持炎癥反應的平衡，降低毒害作用[21-22]。

2.2.3 枸杞多糖對T細胞的影響 在體內(nèi)和體外實驗中，枸杞多糖均表現(xiàn)出對輔助T細胞(Th1)的增強作用。除了枸杞多糖對T細胞的直接作用外，還可通過枸杞多糖處理的DC增強Th1和Th2的應答，達到免疫調(diào)節(jié)的作用[23]。其中，Th1可分泌IL-2、INF-γ、TNF-α，Th2可分泌IL-4、IL-5、IL-10，并且在機體的中老年時期會發(fā)生Th1向Th2的轉(zhuǎn)變。有研究發(fā)現(xiàn)，枸杞糖肽(LBGP3)處理后的T細胞INF-γ表達升高，IL-10表達降低，老年T細胞具有與年輕T細胞相似的凋亡率[24]。因此推測枸杞多糖能夠通過調(diào)節(jié)凋亡相關分子的表達以調(diào)節(jié)老齡T細胞的凋亡，調(diào)節(jié)免疫活性。

2.2.4 枸杞多糖對NK細胞的影響 自然殺傷(NK)細胞是機體重要的免疫細胞，參與機體的免疫調(diào)節(jié)過程。枸杞多糖通過增強IFN-γ、穿孔素的分泌和激活受體NKp30的表達來增強NK細胞的細胞毒性，并且在抗CR3抗體預孵育NK細胞實驗后表明，這種增強效果可能是通過CR3介導的信號通路進行的[25]。

2.2.5 枸杞多糖對于腸道黏膜、腸道菌群的調(diào)節(jié) 枸杞多糖服用進入人體，首先進入胃腸道，在腸道黏膜免疫系統(tǒng)中首先發(fā)揮作用。枸杞多糖對腸道黏膜形態(tài)結(jié)構(gòu)的完整性有一定的影響，在一定程度上可以提高其腸絨毛高度(V)與V/C，降低其隱窩深度(C)，增強其物理屏障[26]。此外枸杞多糖還可影響腸道通透性和組織學變化，增強腸道抗氧化能力，激活腸道中存在的T細胞、B細胞、巨噬細胞以及派氏結(jié)等免疫細胞[27-28]。腸道中存在的腸道菌群被證明在保證腸道黏膜形態(tài)學完整、促進派氏結(jié)刺激分泌型免疫球蛋白A的分泌、誘導T淋巴細胞分化等方面對腸道免疫功能起著積極的作用。枸杞多糖是理想的腸道微生態(tài)調(diào)節(jié)劑，可以有效提高腸道微生物的豐度，以此提高機體免疫調(diào)節(jié)能力[16]。

3 枸杞多糖的衍生改造

對枸杞多糖進行衍生改造可以增強其免疫調(diào)節(jié)能力，主要方法有硫酸化、硒化、乙?；Ⅳ燃谆?。

3.1 硫酸化枸杞多糖

制備硫酸化多糖的方法有許多，常見的有濃硫酸法、三氧化硫-吡啶法(SO3-Py)、三氧化硫-二甲基甲酰胺法(DMF)、Wolfrom法(氯磺酸-吡啶法)、Nagasawa法等[29]。硫酸根在多糖活性中起著重要作用。若將硫酸根去除，則大多數(shù)硫酸酯化多糖活性將消失[30]。經(jīng)硫酸化修飾后的枸杞多糖可增強免疫調(diào)節(jié)活性。有研究指出，硫酸化枸杞多糖能夠顯著促進淋巴細胞增殖，提高血清抗體效價[31]。在硫酸基團的含量增加的情況下，免疫增強活性也越明顯[32]。Wang等[33]研究認為，硫酸根取代度在0.81～1.29時多糖的生物活性較好。同時，硫酸化的取代位置的不同也會影響多糖的活性[34]。Wang[35]等通過Wolfrom法得到4種硫酸化程度不同的枸杞多糖：sLBPS0.7、sLBPS1.1、sLBPS1.5、sLBPS1.9，結(jié)果顯示，硫酸化修飾可顯著增強LBPS的抗病毒活性，對外周淋巴細胞的增殖具有促進作用，其中sLBPS1.5增強效果最好。

3.2 硒化枸杞多糖

Qiu等[36]研究發(fā)現(xiàn)，硒化修飾能夠顯著增加枸杞多糖的羥自由基清除率和超氧化物陰離子清除能力，硒化枸杞多糖具有更高的抗氧化活性。與硫酸化枸杞多糖相同的是，枸杞多糖經(jīng)過硒化修飾后也可增強免疫調(diào)節(jié)活性。邱樹磊[37]在對硒化枸杞多糖進行體內(nèi)增強免疫活性試驗后，發(fā)現(xiàn)硒化枸杞多糖能夠促進淋巴細胞的增殖以及IFN-γ和IL-2的分泌，有效促進細胞免疫的增強。但硒化枸杞多糖的免疫增強活性并不與其硒含量呈正相關關系，其還受到碳水化合物含量的影響，在碳水化合物與硒含量均較高的情況下才能顯著提高硒化多糖的免疫增強活性[38]。另外還有研究表明，硒化枸杞多糖對于HePG2人肝癌細胞也有一定的抑制作用[39]，可用于抗肝癌藥物的研發(fā)。

3.3 乙?；坭蕉嗵?/h3>

彭天元等[40]經(jīng)過實驗證實，乙?；揎椀蔫坭蕉嗵悄軌蛞种颇[瘤細胞增殖并促進IL-2、TNF-α的分泌，調(diào)節(jié)機體免疫系統(tǒng)。其原因可能是乙酰化修飾改變了枸杞多糖的空間結(jié)構(gòu)，增強其親水性，使其更利于吸收。

3.4 羧甲基化枸杞多糖

徐春平等[41]研究發(fā)現(xiàn)，羧甲基化修飾能夠增強其抗氧化能力，提高自由基的清除率，且在任何質(zhì)量濃度下其對OH-自由基的清除能力都大于未改造的枸杞多糖對OH-自由基的清除能力，并在一定范圍內(nèi)抗氧化能力與質(zhì)量濃度成正比。提高抗氧化能力對于機體減緩免疫細胞的衰老、增強免疫調(diào)節(jié)能力也有著積極的作用。

4 枸杞多糖的應用

隨著對枸杞多糖結(jié)構(gòu)、機制、衍生改造等方面研究的不斷深入，枸杞多糖的實際應用也受到了更廣泛的關注，已有一系列涉及到免疫調(diào)節(jié)的枸杞多糖保健品被開發(fā)上市。由枸杞多糖和鹿血多肽為主要成分的保健品主要在抗疲勞方面有著顯著的效果，其中枸杞多糖具有顯著的抗疲勞、抗衰老、抗氧化作用。而鹿血具有養(yǎng)顏容、治療貧血、延緩衰老，抗疲勞等作用[42]。除保健品外，枸杞食品也越來越為人們所接受。主要成分為枸杞多糖發(fā)酵液、牛奶、白砂糖的枸杞酸奶，有著對肝損傷和化學性損傷的保護作用，對腸粘膜穩(wěn)定，發(fā)揮腸道物理屏障作用也有著一定意義[43]。此外，利用枸杞多糖的抗疲勞功效，可將枸杞多糖與綠原酸、大豆異黃酮等組分組合成具有緩解抑郁癥功效的藥物[44]。由于枸杞多糖還具有抗炎的作用，因此可用于創(chuàng)傷修復等領域，如枸杞多糖與骨髓間充質(zhì)干細胞、蛇床子素、白藜蘆醇苷等組分配伍后，可制成促進皮膚創(chuàng)口修復的生物制劑，分析顯示，該制劑具有良好組織相容性、不會引起免疫排斥反應、創(chuàng)口愈合速度快、治療效果好等優(yōu)點[45]。腸道調(diào)節(jié)也是機體免疫的重要組成部分，枸杞多糖、香菇多糖和靈芝多糖等構(gòu)建的多糖組合物是腸道調(diào)節(jié)劑，具有良好的抵抗腸道微生物菌群失調(diào)、維護腸道正常微生物菌群結(jié)構(gòu)的腸道調(diào)節(jié)功效[46]。

5 結(jié)論

盡管目前對于枸杞多糖的結(jié)構(gòu)與功能的研究都有了一定的研究進展，但是對于枸杞多糖的結(jié)構(gòu)的探究，結(jié)構(gòu)與功能間的關系，與細胞相互作用的分子機理，衍生改造的修飾方法等問題亟待進一步研究。