黃芪多糖活性的研究進(jìn)展

王丞 姚坪 陳惠麗

摘要：黃芪多糖是中藥黃芪的主要活性物質(zhì)，通過黃芪根莖萃取、提純得到。黃芪多糖成分多樣，由己糖醛酸、果糖、鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖醛酸和葡糖醛酸等組成，顏色棕黃，粉末狀，味微甜。當(dāng)前黃芪多糖已廣泛應(yīng)用于畜禽生產(chǎn)中，但由于黃芪多糖活性功能多樣，其實際應(yīng)用有待深入研究和發(fā)掘。本文對黃芪多糖活性的研究進(jìn)行梳理匯總，為黃芪多糖在畜禽行業(yè)的應(yīng)用提供幫助。

關(guān)鍵詞：黃芪多糖；活性

黃芪是一種中醫(yī)上常用的補氣類中藥，具有甘溫補升、益氣固表、生舉清陽、利水消腫等功效，入脾、肺經(jīng)。黃芪多糖（astragalus polysaccharide，APS）中的多糖類、皂苷類、黃酮類等活性成分，具有增強(qiáng)機(jī)體免疫力、保護(hù)器官等作用，還具有抗氧化、抗病毒、抗細(xì)菌、造血等活性，在生產(chǎn)上可以調(diào)節(jié)腸道益生菌、提升屠宰性能、避免應(yīng)激反應(yīng)等，常用于飼料添加劑、微生物發(fā)酵、疫苗佐劑、精液冷凍、抗生素配伍等。

1 黃芪多糖活性概述

1.1 抗氧化活性

黃芪多糖的抗氧化活性，功能全面、安全無毒，而且其抗氧化活性對各種動物和各類器官均能產(chǎn)生明顯功效。APS主要通過增強(qiáng)體內(nèi)抗氧化酶的活性，來產(chǎn)生抗氧化作用，其效果往往與APS的濃度呈正比。比如，在對淇河鯽的研究中，用APS投喂后，其肝臟中SOD、CAT、GPx活性顯著增加，MDA降低，淇河鯽的抗氧化性能增強(qiáng)[1]。

APS具有抗衰老作用，APS可顯著延緩秀麗線蟲[2]、果蠅[3]、大鼠[4]等多種動物的衰老，其主要機(jī)制是APS抑制了骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的凋亡和衰老，減少了線粒體ROS5以及促進(jìn)抗氧化基因dFOXO和4E-BP的表達(dá)，激活I(lǐng)GF-1信號通路實現(xiàn)抗衰老活性[5]。黃芪甲苷（AS-IV）還可以通過干預(yù)機(jī)體氨基酸代謝、能量代謝等發(fā)揮延緩秀麗隱桿線蟲衰老的作用[6]。

此外，APS的氧化性能夠有效減輕替米考星對動物心血管系統(tǒng)的毒性，實驗表明小鼠在攝入APS后，通過其抗氧化和抗應(yīng)激作用提升了SOD和GPx活性，顯著抑制了心跳過速和收縮力減弱的情況[7]。

1.2 抗病毒活性

APS的抗病毒機(jī)制主要可分為以下兩類：①通過降低TLR4/MAPK/NF-κB信號通路的表達(dá)來實現(xiàn)其抗病毒作用[8]；②通過抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激來抑制病毒感染[9]。還可以通過下調(diào)細(xì)胞因子IL-1β、IL-6、IL-8和TNF-α的mRNA水平，對病毒復(fù)制起到抑制作用，例如通過對小鼠鼻腔滴注APS溶液可以顯著抑制小鼠肺部合胞病毒滴度[8]。

1.3 抗菌活性

APS可作為“替抗”藥物使用，在畜禽養(yǎng)殖上具有重要的應(yīng)用價值。APS能夠促進(jìn)巨噬細(xì)胞活化，增強(qiáng)其吞噬和殺傷細(xì)菌的能力，其機(jī)制主要是通過提升IFN-γ的分泌來刺激巨噬細(xì)胞分泌TNF-α、NO、IL-12，參與抗菌免疫應(yīng)答，但高濃度的APS對巨噬細(xì)胞的吞噬作用會出現(xiàn)反作用。例如，對感染布魯氏菌S2的小鼠灌服APS，APS促進(jìn)了小鼠脾臟巨噬細(xì)胞對S2的攝取，在充分激活巨噬細(xì)胞后，布魯菌S2株死亡速度加快，但高濃度APS會使這個過程速度降低，在體外對腹腔巨噬細(xì)胞的研究中也發(fā)現(xiàn)TNF-α的表達(dá)水平在APS濃度為0.1 mg/mL時TNF-α含量最高，在0.2 mg/mL濃度反而下降[10]。

1.4 抗炎活性

APS具有廣泛的抗炎活性，能夠影響多種抗炎通路。主要是通過清除氧自由基，阻斷NF-κBP65信號通路的激活，來減少各種炎癥標(biāo)記物的表達(dá)[11]。APS聯(lián)合布洛芬使用能夠顯著減輕炎癥部位的病理變化，對于抑制促炎細(xì)胞因子的釋放更加明顯，起到了更好的抗炎效果，其機(jī)制可能與膽堿能抗炎通路的激活有關(guān)[12]；APS減輕DSS誘導(dǎo)的小鼠潰瘍性結(jié)腸炎的炎癥反應(yīng)，可能與其激活A(yù)PN信號通路有關(guān)[13]；APS調(diào)節(jié)腸梗阻大鼠的PI3K-Akt信號通路，起到了明顯抑制炎癥反應(yīng)的作用[14]；在放射性皮炎小鼠模型中，APS能改善皮膚組織中炎癥細(xì)胞浸潤，降低TNF-α、IL-6表達(dá)水平提高創(chuàng)面愈合率[15]；APS通過抑制TLR4/NF-κB通路減輕COPD大鼠炎性反應(yīng)[16]；APS可通過調(diào)節(jié)TLR2、TLR4及TLR15mRNA水平，降低脂多糖誘導(dǎo)損傷產(chǎn)生的過度炎癥反應(yīng)[17]。

此外，對于重度燒傷患者，APS可以減少促炎因子IL-1、IL-6、IL-8及TNF-α的產(chǎn)生，促進(jìn)抗炎因子IL-10釋放，對于燒傷具有良好的調(diào)理作用[18]。

1.5 免疫調(diào)節(jié)活性

APS免疫調(diào)節(jié)功能是其重要藥理作用之一，它主要通過影響免疫器官、免疫細(xì)胞和免疫分子來調(diào)節(jié)免疫功能。APS能促進(jìn)脾臟、法氏囊、胸腺等免疫器官的發(fā)育，并改善其形態(tài)，例如，對雛雞進(jìn)行新城疫（ND）疫苗免疫，聯(lián)用APS時，脾臟、法氏囊、胸腺的指數(shù)都有顯著上升[19]。APS能夠通過調(diào)節(jié)淋巴細(xì)胞和免疫細(xì)胞來發(fā)揮作用，比如調(diào)節(jié)抗炎和致炎免疫細(xì)胞的比例、細(xì)胞因子的含量等，高濃度的APS能顯著增加CD25+L、TGF-β+L的CD4+LT細(xì)胞亞群的比例，下調(diào)IL-12+L的CD4+LT細(xì)胞的表達(dá)，低濃度的APS可以提升M2型巨噬細(xì)胞CD206的表達(dá)，使脾細(xì)胞中IL-10分泌增高，IL-12分泌降低[20]。有研究發(fā)現(xiàn)，黃芪多糖-超順磁性氧化鐵納米復(fù)合物APS-SPIONs在體外可有效誘導(dǎo)RAW264.7向M1型極化，提高了巨噬細(xì)胞對肝癌細(xì)胞的殺傷能力[21]。此外，APS還通過TLR4介導(dǎo)的髓樣分化因子（MyD88）通路促進(jìn)了樹突狀細(xì)胞CD80和CD86的表達(dá)以及IL-12的分泌，有助于T細(xì)胞的分化、成熟[22]。

APS對免疫分子的影響主要包括免疫信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、免疫球蛋白（Ig）分泌和細(xì)胞因子釋放。一方面，APS可激活相應(yīng)信號通路，例如，APS通過TLR4/MyD88/NF-κB信號通路調(diào)節(jié)細(xì)胞外泌體發(fā)揮抗炎作用，改善了炎癥微環(huán)境[23]。另一方面，APS對免疫球蛋白的調(diào)節(jié)作用主要是通過IgA、IgG和IgM實現(xiàn)的，例如APS能提高肉雞免疫反應(yīng)能力，飼喂APS的肉雞其血清IgA、IgM和IgG的水平較高[24]；給長江鱘幼魚灌服APS，其血清中IgG、IgM含量上升，免疫功能增強(qiáng)[25]。此外，APS還能促進(jìn)細(xì)胞因子的產(chǎn)生，增強(qiáng)免疫力。用APS治療DSS誘導(dǎo)的小鼠結(jié)腸炎，發(fā)現(xiàn)促炎因子IFN-γ、IL-2、IL-4、IL-7、IL-17A的表達(dá)水平顯著降低，抗炎因子IL-10、TGF-β1表達(dá)水平顯著升高[26]。

1.6 保肝活性

APS還是一種保肝藥物。對于重金屬中毒，如灌服APS的鎘染毒大鼠，其尿液、肝腎中鎘蓄積明顯降低，肝腎細(xì)胞損傷減輕、炎性細(xì)胞浸潤減少，肝腎組織功能都有明顯改善[27]，其機(jī)制可能是APS通過促使肝臟通過下調(diào)Bax，上調(diào)Bcl-2來抑制肝細(xì)胞凋亡[28]。對于對乙酰氨基酚使用過量而導(dǎo)致的藥物性肝損傷，APS可以通過抑制MAPK信號通路、激活Nrf-2和LC3信號通路，緩解肝損傷[29]。在動物生產(chǎn)中，霉菌毒素中毒是造成肝損傷的重要因素，APS可以有效減輕赭曲霉毒素引起的雞肝臟損傷，其機(jī)制是通過抑制MAPK、iNOS、COX-2、Casepase-3、Bax信號通路拮抗赭曲霉毒素誘導(dǎo)的氧化損傷[30]。有研究發(fā)現(xiàn)，五味子多糖和APS協(xié)同使用，可大幅提高保肝作用。將五味子和黃芪混合多糖按照料液比1∶45進(jìn)行組合，可以提高肝組織中GSH含量，顯著降低MDA和TG含量，血清ALT和AST水平明顯降低，對小鼠的急性肝損傷起到了保護(hù)作用[31]。APS還可以減輕肝臟脂滴和血脂水平，避免脂肪在肝臟中的堆積，其機(jī)制可能與Nrf2/HO-1信號通路的激活有關(guān)[32]。此外，APS可以調(diào)節(jié)菌群代謝作用產(chǎn)生乙酸，而乙酸可以抑制肝臟中脂肪的生成，降低肝脂肪變性的程度[33]。

1.7 抗纖維化活性

APS對肺、肝、心、腎等重要器官的纖維化均具有良好的作用。對于四氯化碳CCl4誘導(dǎo)的大鼠肝纖維化，APS可以調(diào)節(jié)TGF-β1/Smads信號通路，降低肝組織中TGF-β1、Smad3、Smad4的表達(dá)量，增高Smad7表達(dá)量[34]。APS和莪術(shù)油共用能通過影響LSECs細(xì)胞的開窗和楊氏模量來發(fā)揮抗肝纖維化的作用，推測可能是通過調(diào)控黏著斑、PI3K-Akt、ECM-受體相互作用等信號通路及ITGBL1、SPP1、LAMC2等數(shù)個靶基因發(fā)揮抑制肝纖維化的作用[35]。

1.8 神經(jīng)保護(hù)活性

APS對多種神經(jīng)細(xì)胞相關(guān)的疾病有一定的治療作用。例如，APS可有效抑制高眼壓大鼠模型的視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的凋亡，緩解了視網(wǎng)膜組織的病變，其作用機(jī)制可能與PI3K/AKT通路信號轉(zhuǎn)導(dǎo)受到抑制有關(guān)[36]。APS還能夠改善阿爾茨海默病大鼠認(rèn)知功能，減輕海馬組織病理損傷，抑制神經(jīng)元凋亡且呈現(xiàn)水平依賴性，其機(jī)制可能與Cyt-C及caspase-3/9信號通路受到抑制有關(guān)[37]。此外，APS可以抑制Wnt/β-catenin和Notch信號通路顯著優(yōu)化人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞向神經(jīng)干細(xì)胞轉(zhuǎn)化[38]。

1.9 補血活性

在體外試驗中，APS可以顯著促進(jìn)HepG2細(xì)胞分泌促紅細(xì)胞生成素（EPO）[39]。APS可以直接上調(diào)FOS的表達(dá)，保護(hù)造血干細(xì)胞的造血功能[40]。APS-鐵復(fù)合物是一種多功能鐵補充劑，為機(jī)體快速補充鐵元素[41]，也可以顯著提高貧血小鼠的紅細(xì)胞數(shù)、血紅蛋白、血清鐵及血清鐵蛋白含量[42]。APS具有補血活性的機(jī)制可能是APS促進(jìn)了造血干細(xì)胞的增殖，通過修復(fù)損傷大鼠的脾臟、胸腺、股骨形態(tài)，恢復(fù)造血功能，同時抑制脾臟CXCL12/CXCR4通路和JAK2/STAT3通路，下調(diào)脾臟中相關(guān)凋亡蛋白Caspase-3/Cleaved-caspase-3的表達(dá)，起到了保護(hù)造血干細(xì)胞的作用[43]。

2 結(jié)論和展望

當(dāng)前酶輔助提取黃芪粗多糖的方法已取得很大進(jìn)步，這相對于傳統(tǒng)的提取方式而言，其活性效率和生產(chǎn)效能的表現(xiàn)更加優(yōu)異，也預(yù)示著APS將在畜禽生產(chǎn)上發(fā)揮出更多的作用，因此APS活性功能的適用場景和實際效果值得繼續(xù)探索。

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