岳 磊，汲晨鋒

(1.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150006； 2.哈爾濱商業(yè)大學(xué) 生命科學(xué)與環(huán)境科學(xué)研究中心，黑龍江 哈爾濱 150076)

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香菇多糖免疫調(diào)節(jié)和抗腫瘤活性研究進(jìn)展

岳 磊1，汲晨鋒2

(1.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150006； 2.哈爾濱商業(yè)大學(xué) 生命科學(xué)與環(huán)境科學(xué)研究中心，黑龍江 哈爾濱 150076)

香菇中含有大量碳水化合物、膳食纖維、蛋白質(zhì)、維生素，是一種理想的營養(yǎng)食物。由于其含有的活性成分可對人體健康產(chǎn)生有益影響，又被視為功能性食物。多糖是香菇中重要的活性物質(zhì)，具有增強(qiáng)免疫力和抗腫瘤活性?？偨Y(jié)香菇多糖免疫調(diào)節(jié)和抗腫瘤活性的研究進(jìn)展，為其作為保健食品、藥品進(jìn)行開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。

香菇；多糖；免疫調(diào)節(jié)；抗腫瘤；綜述

香菇具有數(shù)千年的栽培和食用歷史，素有“山珍之王”之稱。作為一種食品，其味道鮮美、營養(yǎng)豐富，具有開胃、滋補(bǔ)的功效。香菇主要含有碳水化合物、多糖、蛋白質(zhì)、纖維素、脂類等多種成分，具有抗菌、抗病毒、免疫調(diào)節(jié)和抗腫瘤活性。其中香菇多糖是其主要活性成分，目前已有深入廣泛的研究[1-2]。本文就香菇多糖免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤活性及其作用機(jī)制的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，為其資源開發(fā)利用提高參考依據(jù)。

1 藥理活性

香菇多糖通過直接或間接刺激免疫系統(tǒng)而增強(qiáng)機(jī)體的抗腫瘤效應(yīng)，且不會(huì)對人體造成任何損害，又稱為生物反應(yīng)調(diào)節(jié)劑(BRMS)。其抗腫瘤作用機(jī)制可能為[3]：①預(yù)防癌變；②增強(qiáng)機(jī)體免疫力；③誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡。

1.1 抗癌活性

香菇多糖預(yù)防癌癥的活性首先被從事菌菇種植的農(nóng)民所發(fā)現(xiàn)，這些經(jīng)常食用香菇的農(nóng)民的癌癥死亡率顯著低于平均死亡率，現(xiàn)代藥理學(xué)研究揭示了可能的原因[4]。HASHIMOTO T等[5]向BALB/c小鼠腹腔中注射香菇多糖，考察其對肝臟CYP同工酶表達(dá)的影響。結(jié)果表明，香菇多糖通過抑制芳香烴受體的DNA結(jié)合活性和提高核因子-κB的DNA結(jié)合活性而下調(diào)了CYP1A活性和水平。細(xì)胞色素P450(CYP)是一類參與內(nèi)源性物質(zhì)和藥物等外源性物質(zhì)代謝的肝藥酶，抑制細(xì)胞色素P450的活性可延長藥物作用的持續(xù)時(shí)間。尤其是CYP1A亞家族，在藥物代謝、前毒物和前致癌物激活等過程中起著重要作用，抑制其活性有助于預(yù)防癌變。上述研究表明，蘑菇多糖具有抗癌活性，其可通過下調(diào)CYP1A活性和水平而防止前致癌物活化[6]。此外，還有研究表明，香菇多糖預(yù)防癌變的作用可能與抑制端粒酶活性有關(guān)[7]。

1.2 免疫調(diào)節(jié)活性

研究表明，香菇多糖不能直接攻擊癌細(xì)胞，而是通過激活機(jī)體免疫反應(yīng)而產(chǎn)生抗腫瘤活性。香菇多糖可使大多數(shù)試驗(yàn)動(dòng)物的腫瘤體積縮小90%以上[8]，其不僅對異體腫瘤具有抑制作用，且對各種原發(fā)腫瘤也具有抑制作用[9]。

香菇多糖是一種T細(xì)胞免疫增強(qiáng)劑，其發(fā)揮抗癌活性需要T細(xì)胞協(xié)助完成。香菇多糖的一種，β-(1,3)-葡聚糖對機(jī)體免疫系統(tǒng)的作用如下：①促進(jìn)輔助性T細(xì)胞增殖；②促進(jìn)巨噬細(xì)胞增殖；③通過刺激急性時(shí)相蛋白和細(xì)胞集落刺激因子(CSF)而增強(qiáng)機(jī)體非免疫防御機(jī)制，并促進(jìn)巨噬細(xì)胞、外周血單核細(xì)胞(PMNC)、淋巴細(xì)胞增殖，增強(qiáng)補(bǔ)體系統(tǒng)[10]。

研究表明，香菇多糖的抗腫瘤活性在胸腺切除小鼠體內(nèi)消失，表明香菇多糖的抗腫瘤活性是通過胸腺依賴性免疫機(jī)制介導(dǎo)的，需要T細(xì)胞存在。此外，香菇多糖能將荷瘤宿主體內(nèi)輔助性T細(xì)胞的活性恢復(fù)到正常狀態(tài)，從而恢復(fù)體液免疫應(yīng)答反應(yīng)[11]。香菇多糖能增強(qiáng)前體T細(xì)胞和巨噬細(xì)胞對某些淋巴細(xì)胞因子的生成效應(yīng)，誘導(dǎo)TNF-α、IL-1、IL-3 和IFN等生成，從而誘導(dǎo)免疫活性細(xì)胞成熟、分化、增殖 。研究表明[12]，香菇多糖在腫瘤位點(diǎn)誘導(dǎo)的遲發(fā)型超敏反應(yīng)、免疫效應(yīng)細(xì)胞(NK、細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞)滲透是其重要的抗腫瘤機(jī)制。香菇多糖可增強(qiáng)靶點(diǎn)組織附近嗜酸性粒細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、粒細(xì)胞的滲透作用，激活腹腔巨噬細(xì)胞分泌細(xì)胞因子并生成活性氧，增強(qiáng)腹腔巨噬細(xì)胞對轉(zhuǎn)移性腫瘤的細(xì)胞毒作用。此外，其還可激活補(bǔ)體系統(tǒng)的正常途徑和替代途徑，分割補(bǔ)體C3為C3a和C3b，活化巨噬細(xì)胞。

1.3 直接抗腫瘤活性

研究表明[13]，香菇多糖可改變腫瘤細(xì)胞內(nèi)信號的表達(dá)，影響細(xì)胞周期，促進(jìn)其凋亡，在體外產(chǎn)生抗腫瘤作用，如香菇子實(shí)體中的香菇多糖在體外可抑制S180細(xì)胞增殖。Sia Candlish[14]研究表明，香菇子實(shí)體水提物能誘導(dǎo)人體中性粒細(xì)胞和U937細(xì)胞凋亡，并直接抑制MCF-7人乳腺癌細(xì)胞增殖，表明香菇提取物具有直接細(xì)胞毒作用，產(chǎn)生該作用的物質(zhì)基礎(chǔ)為香菇多糖或糖肽復(fù)合物，但其作用機(jī)制尚未闡明。最新研究表明[15]，香菇多糖可通過上調(diào)p21和下調(diào)細(xì)胞周期蛋白D1表達(dá)而發(fā)揮抑制腫瘤細(xì)胞增殖的作用，且呈現(xiàn)出劑量和時(shí)間依賴性。值得注意的是，香菇多糖的純度受到提取和純化方法的影響，因而可導(dǎo)致不同的抗腫瘤實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

2 作用機(jī)制

香菇多糖具有典型的真菌β-葡聚糖化學(xué)結(jié)構(gòu)。研究表明，真菌β-葡聚糖是機(jī)體天然免疫和獲得性免疫的有效調(diào)節(jié)劑。天然免疫優(yōu)于獲得性免疫，天然免疫系統(tǒng)的細(xì)胞及抗體可區(qū)分本體和異體，從而通過激活不同效應(yīng)的分子而產(chǎn)生特定免疫應(yīng)答。然而獲得性免疫卻完全相反，其在激活前不具有任何特異性[16]。

2.1 天然免疫模式受體和信號通路

研究證明，天然免疫系統(tǒng)具有真菌模式識別分子，在抗原檢測和抗菌反應(yīng)中起到重要作用。天然免疫系統(tǒng)對真菌β-葡聚糖的識別和反應(yīng)是一個(gè)多途徑、多因素過程。真菌β-葡聚糖作用于免疫細(xì)胞表面的多個(gè)受體[17]，包括Dectin-1、CR3、TLR-2/4/6、LacCer、Scavenger，其觸發(fā)巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞等免疫細(xì)胞反應(yīng)，但受體-配體相互作用的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制仍不十分清楚。

Dectin-1是一種重要的β-(1,3)-葡聚糖受體，β-(1,3)-葡聚糖可通過作用于Dectin-1受體而刺激DC細(xì)胞和巨噬細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞因子和活性氧，參與對真菌的防御反應(yīng)[18]。補(bǔ)體受體3(CR3)是另一個(gè)重要的β-葡聚糖受體，可識別補(bǔ)體調(diào)理粒子、β-葡聚糖和微生物顆粒[19]。香菇多糖能激活補(bǔ)體系統(tǒng)，通過旁路途徑抑制腫瘤生長[20]，其還可與髓系細(xì)胞表面的清道夫受體結(jié)合，激活PI3K、Akt、MAPK信號通路[21]。

一些化學(xué)分子可影響天然免疫反應(yīng)，β-葡聚糖的免疫信號轉(zhuǎn)導(dǎo)與免疫細(xì)胞中的Ca2+有關(guān)。Ca2+是重要的第二信使，在T淋巴細(xì)胞活化中起到關(guān)鍵作用。Ca2+濃度的增加和PKC的活化對于T淋巴細(xì)胞的增殖至關(guān)重要。研究表明[22]，香菇多糖可提高脾細(xì)胞胞漿內(nèi)游離Ca2+的濃度，并通過誘導(dǎo)人結(jié)腸癌細(xì)胞鈣敏感受體(CASR)表達(dá)而增強(qiáng)結(jié)腸癌細(xì)胞的化療敏感性[23]。香菇多糖還可刺激巨噬細(xì)胞產(chǎn)生H2O2和NO，顯著增強(qiáng)天然免疫系統(tǒng)[24]。

2.2 獲得性免疫調(diào)節(jié)

獲得性免疫系統(tǒng)通過抗原呈遞細(xì)胞與T細(xì)胞的協(xié)同作用發(fā)揮免疫效應(yīng)，β-葡聚糖作為抗原，在抗原呈遞細(xì)胞激活信號通路的初始階段起到重要作用[25]?？乖蔬f細(xì)胞和Th細(xì)胞表面存在不同的受體，可識別抗原主要組織相容性復(fù)合體(MHC)II類分子并與其產(chǎn)生相互作用，進(jìn)而促使B細(xì)胞、Tc細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和T細(xì)胞活化，產(chǎn)生各種細(xì)胞因子，發(fā)揮抗腫瘤、抗炎及抗菌活性。

在腫瘤的發(fā)展過程中，Th1和Th2型免疫反應(yīng)之間存在明顯的調(diào)控失衡，在荷瘤動(dòng)物或癌癥患者體內(nèi)表現(xiàn)出Th1型反應(yīng)逐漸喪失，而Th2型反應(yīng)占主導(dǎo)地位[26]。由于Th1細(xì)胞可增強(qiáng)細(xì)胞毒T淋巴細(xì)胞(CTL)反應(yīng)，而Th2細(xì)胞可抑制該反應(yīng)，因此Th1/Th2水平的平衡對于抗腫瘤作用的發(fā)揮至關(guān)重要。消除Th2主導(dǎo)的細(xì)胞毒反應(yīng)、促進(jìn)Th1主導(dǎo)的免疫反應(yīng)可改善機(jī)體對腫瘤細(xì)胞的抵抗能力。體外實(shí)驗(yàn)表明，香菇多糖可提高IL-2、TNF-α水平，促進(jìn)IL-2、TNF-α生成[27]。靜脈注射香菇多糖可消除消化道癌患者Th2型反應(yīng)主導(dǎo)狀態(tài)，改善Th1和Th2之間的平衡[28]。以上研究均表明，香菇多糖可誘導(dǎo)獲得性免疫的Th1型免疫反應(yīng)。

香菇多糖可通過腹腔巨噬細(xì)胞內(nèi)IL-12、IL-6、IL-10的特異性生成而使Th1/Th2平衡偏向于Th1，這有賴于細(xì)胞內(nèi)谷胱甘肽的氧化還原狀態(tài)。在體外，香菇多糖可抑制腹腔巨噬細(xì)胞釋放IL-10、IL-6，通過增加細(xì)胞內(nèi)谷胱甘肽(GSH)含量而促使腹腔巨噬細(xì)胞生成IL-12和NO。IL-2與香菇多糖LNT混合給藥可協(xié)同促進(jìn)IL-12、NO生成，抑制IL-6生成。研究表明[29]，給予香菇多糖的小鼠CD4+T細(xì)胞受到CD3抗體刺激后，可促進(jìn)IFN-γ生成，抑制IL-4生成。BARAN J等[30]通過靜脈注射結(jié)合或不結(jié)合β-葡聚糖顆粒(WGP)的抗腫瘤單克隆抗體，對乳腺癌小鼠外周血淋巴細(xì)胞內(nèi)的細(xì)胞因子進(jìn)行了評估，采用流式細(xì)胞儀測定T細(xì)胞內(nèi)IL-4與IFN-γ之比。結(jié)果表明，接受β-葡聚糖強(qiáng)化治療小鼠的IFN-γ、IL-4生成比顯著高于未接受β-葡聚糖強(qiáng)化治療的荷瘤小鼠[30]。此外，香菇多糖可增強(qiáng)MHCII、CD80/CD86和TLRs(TLK2/TLK4)表達(dá)，并促進(jìn)脾DCs IL-12生成[31]。

3 結(jié)語

香菇多糖具有抑制腫瘤生成、免疫調(diào)節(jié)等多種生物活性，是一種理想的抗癌輔助藥物，與放化療合用可起到“減毒增效”的作用。我國是食用菌生產(chǎn)大國，香菇資源非常豐富，產(chǎn)量居世界首位，因此對香菇多糖的綜合開發(fā)利用具有重要的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)意義。但目前關(guān)于香菇多糖的研究僅集中在免疫系統(tǒng)方面，且作用機(jī)制復(fù)雜，尚未完全闡明，仍需進(jìn)一步深入探索。

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(責(zé)任編輯：尹晨茹)

Progress on Immune Modulation and Anti-tumor Activities of Lentinan

Yue Lei1,Ji Chenfeng2

(1.Department of Biological Science and Engineering,Harbin Institute of Technology,Harbin 150006,China;2.Center of Research on Life Science and Environmental Science,Harbin University of Commerce,Harbin 150076,China)

Lentinus edodes have been valued as a credible source of nutrients including considerable amounts of carbohydrate,dietary fiber,proteins and vitamins,and they are also recognized as functional foods for their bioactive compounds offer huge beneficial impacts on human health.Polysaccharides have been known to be most potent anti-tumor and immunomodulating substance in Lentinus edodes.This review aims to integrate the progress on immune modulation and anti-tumor activities of Lentinan,which may provide scientific reference for its future study and applications.

Lentinus edodes;Polysaccharide;Immune Modulation;Anti-tumor

2015-06-03

黑龍江省青年科學(xué)基金項(xiàng)目(QC2011C100)

岳磊(1979-)，女，哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程師，研究方向?yàn)樯镝t(yī)藥。E-mail:smileyl001@163.com

R285.5

A

1673-2197(2015)18-0023-03

10.11954/ytctyy.201518012