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天然多糖在免疫調(diào)節(jié)活性方面的研究進展

2018-11-25 12:06:48田明明劉奇
云南中醫(yī)中藥雜志 2018年8期
關(guān)鍵詞:免疫功能

田明明 劉奇

摘要:天然多糖廣泛存在于動物、植物、微生物的細(xì)胞膜或細(xì)胞壁中,是重要的信息分子。其免疫調(diào)節(jié)作用是其最重要的生物活性之一。筆者基于近10年以來各領(lǐng)域?qū)W者對天然多糖的最新研究狀況,從免疫活性的不同角度,對植物多糖的研究加以綜述,進而為植物多糖的在免疫調(diào)節(jié)方面的深入研究提供依據(jù)與方向。

關(guān)鍵詞:天然多糖;免疫功能;固有免疫;適應(yīng)性免疫

中圖分類號:R285.5 文獻標(biāo)志碼:A 文章編號:1007-2349(2018)08-0080-03

多糖(polysaccharides)是由單糖之間通過縮合、脫水而形成糖苷鍵,進而形成的多于20個糖基的鏈狀聚合物,又名多聚糖[1]。是廣泛存在于動物、植物、微生物的細(xì)胞膜或細(xì)胞壁中的大分子化合物質(zhì)。作為一類重要的信息分子,多糖參與了機體的多種生命活動。隨著免疫學(xué)、分子生物學(xué)等新興學(xué)科的興起,多糖的復(fù)雜功能被不斷發(fā)掘出來,成為近年來的研究熱點。大量研究表明,天然多糖具有抗癌、抗腫瘤、抗炎、抗病毒、免疫調(diào)節(jié)、抗疲勞、降血壓、降血糖、肝功能保護等生物活性[2-6]。因此,本文對近年來新發(fā)現(xiàn)的免疫活性天然多糖的相關(guān)研究綜述如下。

1 調(diào)節(jié)固有免疫細(xì)胞功能的天然多糖

1.1 調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞功能的天然多糖 Schepetkin IA等[7]發(fā)現(xiàn)分離自仙人掌(Opuntia polyacantha)的多糖可以誘導(dǎo)活性氧、NO、TNF-α、IL-6等的產(chǎn)生,進而增強巨噬細(xì)胞的免疫活性。其中,NF-κB的活化在TNF-α和iNOS的基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控中起重要作用;進一步的研究還發(fā)現(xiàn),細(xì)胞活化后產(chǎn)生的TNF-α和NO由進一步激活NF-κB通路來完成;一種來自于中藥枸杞(Lycium barbarum)的天然多糖同樣可以增強巨噬細(xì)胞活性,Chen Z等[8]發(fā)現(xiàn),50 mg/kg的枸杞多糖可以明顯提高巨噬細(xì)胞的吞噬活性,其機制包括提高腹膜巨噬細(xì)胞上CD40、CD80、CD86共刺激分子和MHC-Ⅱ類分子的表達,激活PAW264.7巨噬細(xì)胞上的轉(zhuǎn)錄因子NF-κB 和AP-1,誘導(dǎo)TNF-α、IL-1β、IL-12p40 mRNA和促進TNF-α的合成等等。蔣龍等[9]研究了柴胡多糖對小鼠腹腔巨噬細(xì)胞的影響,發(fā)現(xiàn)柴胡多糖可增加其吞噬和趨化功能,進一步的機制發(fā)現(xiàn),柴胡多糖使巨噬細(xì)胞內(nèi)鈣離子震蕩,進而導(dǎo)致巨噬細(xì)胞胞漿內(nèi)鈣離子濃度發(fā)生變化,這可能是柴胡多糖增強巨噬細(xì)胞吞噬和趨化功能的重要信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路[9]。Kumalasari,I D等[10]研究了地瓜(Pachyrhizus erosus(L.)Urban)多糖對小鼠巨噬細(xì)胞株J774.1細(xì)胞的影響,發(fā)現(xiàn)地瓜多糖可以促進NO的釋放和TNF-α、IL-6等細(xì)胞因子的產(chǎn)生,同時上調(diào)誘生型一氧化氮合酶的表達;機制研究發(fā)現(xiàn)TLR4是地瓜多糖的受體,其通路下游的JNK(c-jun N-terminal kinases)、p38、ERK、NF-κB可被地瓜多糖中的果膠成分識別結(jié)合,激活MAPK和NF-κB兩條信號途徑,從而對巨噬細(xì)胞的吞噬功能起到調(diào)節(jié)作用。Gurusmatika,S等[11]又以類似的方法研究了辛烯基琥珀酸酐(OSA)酯化了的魔芋(Amorphophallus oncophyllus)多糖OSA-pg的免疫調(diào)節(jié)活性及其機制,結(jié)果發(fā)現(xiàn)它同樣促進小鼠巨噬樣細(xì)胞株J744.1細(xì)胞NO的釋放、TNF-α、IL-6等細(xì)胞因子的產(chǎn)生。其中MAPK和NF-κB兩條信號途徑的激活對巨噬細(xì)胞的吞噬功能起到調(diào)節(jié)作用。于曉紅等[12]報道,中(50mg/kg)、高劑量(200mg/kg)的西洋參多糖灌多糖胃小鼠后,可以顯著改善由環(huán)磷酰胺引起的免疫抑制,提高巨噬細(xì)胞的吞噬功能,促進溶血素、溶血斑形成,提高脾淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化率。

1.2 調(diào)節(jié)NK細(xì)胞的天然多糖 李敬雙等[13]研究苜蓿(Alfalfa)多糖對小鼠淋巴細(xì)胞增殖和NK細(xì)胞活性時發(fā)現(xiàn),苜蓿多糖可以刺激促進小鼠T、B淋巴細(xì)胞的增殖,同時也可以顯著增強NK 細(xì)胞對K562 靶細(xì)胞的殺傷活性,提示苜蓿多糖能顯著地增強機體非特異性免疫。Haishun Xu等[14]研究毛花獼猴桃(Actinidia eriantha)根部多糖AEP的抗腫瘤活性時發(fā)現(xiàn),AEP 可以有效的增強NK細(xì)胞活性。同樣,2015年,瞿俊勇等在研究白花蛇舌草(Oldenlandia diffusa(Willd.)Roxb.)多糖對免疫抑制小鼠的作用時發(fā)現(xiàn),該多糖同樣可以顯著增強免疫抑制小鼠NK細(xì)胞的殺傷功能,提高其免疫功能[15]。

1.3 調(diào)節(jié)樹突狀細(xì)胞的天然多糖 固有免疫和適應(yīng)性免疫是通過樹突狀細(xì)胞(DC)來連接的,因此,DC是機體適應(yīng)性免疫應(yīng)答的始動者,在免疫應(yīng)答的誘導(dǎo)中起關(guān)鍵作用。

Wang 等[16]討論了一種來自人參的酸性多糖AGP對骨髓源樹突狀細(xì)胞(bone marrow dendritic cells,BMDCs)的影響,相比于空白組,AGP能夠改變BMDCs的形態(tài),使其表面有更多不規(guī)則的樹枝狀突起,同時,經(jīng)過AGP作用后,DMDC細(xì)胞表面關(guān)鍵分子MHC II、CD80、CD86、CD83和CD40均增強表達,而IL-12 p70和TNF-N細(xì)胞因子的分泌增加。說明AGP能夠促進BMDCs的成熟。Li等發(fā)現(xiàn),甘草(Radix Glycyrrhizae)多糖可促進小鼠髓源DC表達CD80、CD86和MHC I-A/I-E等細(xì)胞表面分子,分泌IL-12 p70細(xì)胞因子,其對免疫的調(diào)節(jié)作用可能是通過調(diào)節(jié)TLR-4相關(guān)通路來完成[17]。Huang Y等[18]報道了地黃(rehmannia glutinosa)多糖可以顯著刺激淋巴細(xì)胞的增殖和促進T淋巴細(xì)胞的生長速度,刺激樹突狀細(xì)胞增強其抗原提呈能力。

1.4 調(diào)節(jié)其他免疫細(xì)胞的天然多糖 王旭貞等[19]發(fā)現(xiàn),黃芪多糖(APS)使雛雞紅細(xì)胞受體花環(huán)率顯著提高,增加紅細(xì)胞促進因子活性;同時可使雛雞紅細(xì)胞免疫復(fù)合物花環(huán)率下降,即顯著提高了雛雞紅細(xì)胞的免疫功能。巴西莓(Euterpe oleracea)多糖被報道可以顯著提高人、牛、鼠外周血γδT細(xì)胞的活性,增強機體固有免疫應(yīng)答[20]。汲晨鋒[21]從紅細(xì)胞免疫角度考察了蘆筍(Asparagus officinalis linn)多糖抗腫瘤的作用機制,結(jié)果發(fā)現(xiàn)蘆筍多糖可以顯著增高S180小鼠紅細(xì)胞表面血型糖蛋白A(GPA)、紅細(xì)胞膜唾液酸(SA);促進S180小鼠Band3和GPA的相互作用,從而穩(wěn)定紅細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)、改善紅細(xì)胞膜流動性、增加紅細(xì)胞膜表面的負(fù)電荷,進一步改善紅細(xì)胞免疫功能。

2 調(diào)節(jié)黏膜免疫系統(tǒng)的天然多糖

黏膜免疫系統(tǒng)(mucosal immune system,MIS)又稱黏膜相關(guān)淋巴組織,由消化道、呼吸道、泌尿生殖道黏膜相關(guān)淋巴組織組成的免疫系統(tǒng)。是機體抵抗病原微生物侵襲的第一道防線,是機體非特異性免疫應(yīng)答的重要參與者[22]。黏膜中IgA抗體的濃度常用來評價黏膜免疫的效果,是黏膜免疫系統(tǒng)中重要的免疫分子?,F(xiàn)已證實多種植物多糖確實對黏膜免疫系統(tǒng)產(chǎn)生一定的促進作用。趙慶友等[23]報道,200mg/mL劑量的泰山槐花(Robinia Pseudoacacia)多糖不僅可以顯著增加雛雞外周血白細(xì)胞的數(shù)目與轉(zhuǎn)化率,提高新城疫抗體效價,還可以促進十二指腸內(nèi)SIgA的分泌。2013年,姜帆等發(fā)現(xiàn)五味子(Schisandra chinensis(Turcz.)Baill.)多糖灌胃后,通過提高腸道SIgA分泌量顯著增加,機制研究發(fā)現(xiàn),五味子多糖可以增加CD3+、CD4+表型輔助性T細(xì)胞不同亞群細(xì)胞數(shù)量,提高Th1、Th2亞群細(xì)胞活性和數(shù)量,最終促進BALB/c小鼠腸道黏膜免疫水平[24]。焦志強[25]報道了一種來自于藥用植物絞股藍(lán)內(nèi)生真菌的胞外多糖成分JY25P,喂食雛雞JY25P可以提高新城疫抗體效價、促進腸道黏膜分泌SIgA、IL-4、INF-γ免疫因子,增強機體的特異性和非特異性免疫能力。160μg/mL的JY25P可以增強淋巴細(xì)胞抗炎細(xì)胞因子(IL-10)的表達,抑制炎性細(xì)胞因子(IL-2、TNF-α)的表達,從而調(diào)節(jié)腸粘膜的免疫狀態(tài),增強肉雞腸道免疫功能。此外,白術(shù)(Atractylodes macrocephala)多糖也被報道可以通過刺激TGF-β、IL-6、TNF-α mRNA 表達水平,進而促進B細(xì)胞分泌sIgA抗體,此外,白術(shù)多糖還可以增加小腸上皮內(nèi)淋巴細(xì)胞數(shù)目進而增加IL-2、IL-4、IL-6、INF-γ等多種細(xì)胞因子的分泌,最終協(xié)助表面IgA+B細(xì)胞分化為IgA分泌性漿細(xì)胞[26]。

3 調(diào)節(jié)T、B細(xì)胞的天然多糖

T、B淋巴細(xì)胞可介導(dǎo)機體的細(xì)胞免疫與體液免疫,在特異性識別、殺傷抗原中起重要作用。早期研究已經(jīng)報道了一系列諸如白術(shù)、黃芪多糖、枸杞多糖等對T、B淋巴細(xì)胞具有促進作用的中藥植物多糖[27]。近年來,一些新的、能夠調(diào)節(jié)T、B淋巴細(xì)胞活性的多糖被發(fā)現(xiàn)。Feng H等[28]報道了的川牛膝(Cyathula officinalis Kuan)多糖可以增強小鼠對卵清蛋白的特異性免疫應(yīng)答,顯著增強特異性IgG、IgG1、IgG2a、IgG2b的抗體水平。具體的機制包括促進T淋巴細(xì)胞產(chǎn)生IL-2、INF-γ、IL-4等細(xì)胞因子;促進樹突狀細(xì)胞上CD40+、CD80+、CD86+共刺激分子的表達;抑制CD4+CD25+Treg細(xì)胞高表達IL-2受體的α鏈(CD25)分子和轉(zhuǎn)錄分子foxp3,降低Treg細(xì)胞的免疫抑制功能。Fan Y P等將淫羊藿多糖和蜂膠配伍后,作為佐劑與新城雞瘟疫苗(Newcastle disease vaccine,NDV)共同免疫,可增加雞抗中和抗體滴度,增強淋巴細(xì)胞增殖反應(yīng)[29]。張紅[30]研究發(fā)現(xiàn)中藥天冬(Asparagus cochinchinensis(Lour.)Merr.)來源的酸性多糖能夠促進雞新城疫病毒抗體的分泌、T細(xì)胞數(shù)量的增加和器官免疫指數(shù)的上升,具有一定的免疫調(diào)節(jié)作用。2014年,Zhang X等[31]報道了枸杞(Lycium barbarum L)多糖-蛋白復(fù)合物可以增強T、B淋巴細(xì)胞的增殖和巨噬細(xì)胞的吞噬功能。Shen H [32]等報道,馬齒筧(Portulaca oleracea L)多糖可以抑制使S180荷瘤小鼠的其肉瘤的增長,同時馬齒筧多糖還可以使白細(xì)胞增多,并促進CD4+T淋巴細(xì)胞增殖,增加CD4+/CD8+T比值,進而增強免疫應(yīng)答。

4 小結(jié)

近年來,天然多糖免疫調(diào)節(jié)成為研究的熱點,學(xué)界把具有免疫作用的多糖稱為免疫活性多糖。它不僅對機體的非特異性免疫系統(tǒng)成分產(chǎn)生影響,還對機體的特異性免疫成分起到調(diào)控作用。此外,天然多糖還具有來源廣、無毒、無害、無殘留、無抗藥性、功能強等諸多優(yōu)點[33,34]。作為自然界廣泛存在的物質(zhì),其獨特的生物活性和低毒性的優(yōu)勢必定在臨床應(yīng)用中具有廣闊的發(fā)展前景。然而,由于我國對天然免疫活性多糖的研究起步較晚,以及其結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性等特點,均極大限制了對植物多糖功能系統(tǒng)認(rèn)知。此外,關(guān)于多糖的研究絕大多數(shù)還停留在基礎(chǔ)研究中,缺少系統(tǒng)的毒力研究及成藥性研究,僅有少數(shù)多糖進入臨床前研究。但是,我們相信,隨著多糖除雜、分離純化方法的不斷更新、基礎(chǔ)研究的不斷的深入、相關(guān)臨床前研究的開展,將會有一系列植物多糖進入臨床中。

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(收稿日期:2018-05-07)

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