張春梅，陳宏，何銘琪，祝詩(shī)欣，張菊，李海峰

（廣東藥科大學(xué)生命科學(xué)與生物制藥學(xué)院，廣東廣州510006）

竹蓀屬真菌（Dictyophoraspp.）隸屬于真菌門、腹菌綱、鬼筆目、鬼筆科，是我國(guó)名貴的大型食用菌，主要包括長(zhǎng)裙、短裙、紅托和棘托竹蓀等食藥兩用品種。竹蓀營(yíng)養(yǎng)豐富且滋味鮮美，早在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，《楚辭·九歌》就將竹蓀列為“香草”，唐代《食療本草》和《酉陽(yáng)雜俎》中亦有收錄，竹蓀在近現(xiàn)代也常被用來(lái)制作國(guó)宴名肴，因此享有“山珍之花”、“菌中皇后”的美譽(yù)。竹蓀性涼，味甘微苦，歸肺、胃經(jīng)，《本草綱目》等醫(yī)著記載其有寧神健體、益氣補(bǔ)腦、潤(rùn)肺養(yǎng)陰、消炎止痛、清熱利濕等功效，可治肺虛、熱咳、咽喉炎、風(fēng)濕、痢疾等癥?，F(xiàn)代研究表明，竹蓀主要含有多糖、氨基酸和揮發(fā)油等成分，具有免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤、降血脂和降血糖等功能[1]。近年來(lái)有報(bào)道顯示，竹蓀多糖是竹蓀生物活性的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，具有抗氧化、增強(qiáng)免疫、抗腫瘤、神經(jīng)保護(hù)、抗衰老等多種活性[1-3]。本文綜述了近年來(lái)竹蓀多糖結(jié)構(gòu)特性和生物活性的研究進(jìn)展，以期推動(dòng)竹蓀屬真菌在食品和醫(yī)藥領(lǐng)域的深入應(yīng)用。

1 竹蓀多糖的化學(xué)結(jié)構(gòu)特征

本課題組曾采用水提醇沉和離子交換等提取純化工藝從長(zhǎng)裙竹蓀子實(shí)體中制備了酸性多糖DiPS，通過(guò)氣相色譜分析發(fā)現(xiàn)其單糖組成主要為甘露糖，還包括少量的巖藻糖、半乳糖、鼠李糖、木糖、葡萄糖和葡萄糖醛酸[4]。Ker 等[5]和Hua 等[6]從長(zhǎng)裙竹蓀子實(shí)體中也分離出了多個(gè)多糖組分，這些組分分子量分布在18 kDa～4 600 kDa，單糖組成包括半乳糖、葡萄糖、甘露糖、巖藻糖、鼠李糖、阿拉伯糖、木糖和核糖，但是組成比例各有不同，糖鏈連接包括（1→6）-葡萄糖、（1→3，6）-甘露糖、（1→5）-木糖、（1→3）-半乳糖和（1→6）-半乳糖等多種方式。這些結(jié)果表明竹蓀多糖是組成較為復(fù)雜的雜多糖，而且同一品種竹蓀的多糖化學(xué)結(jié)構(gòu)存在一定差異，這可能與竹蓀生長(zhǎng)環(huán)境和采收時(shí)期以及多糖制備方法等因素有關(guān)。此外，不同種類竹蓀的多糖結(jié)構(gòu)也有所不同。連賓等[7]采用水提醇沉和葡聚糖凝膠層析法從紅托竹蓀子實(shí)體中分離得到的3 種多糖組分均由半乳糖、葡萄糖、甘露糖和木糖組成。鄭楊等[8]和林玉滿等[9]分別從短裙竹蓀和棘托竹蓀子實(shí)體中分離獲得了多糖組分DdS3P 和DE2-2，前者分子量為380 kDa，單糖組成為葡萄糖、甘露糖和木糖，后者分子量為84 kDa，含有葡萄糖、甘露糖、半乳糖和巖藻糖。目前有關(guān)竹蓀多糖構(gòu)象的研究較少，但有報(bào)道顯示長(zhǎng)裙竹蓀多糖PD3 的主鏈結(jié)構(gòu)為（1→3）-β-D-葡聚糖，側(cè)鏈為（1→6）-β-葡萄糖苷，其在水溶液中具有與硬葡聚糖和香菇多糖相似的三螺旋結(jié)構(gòu)[10]。鑒于真菌多糖的抗腫瘤活性與三螺旋構(gòu)象有關(guān)，這些結(jié)果表明竹蓀葡聚糖PD3 可能具有相關(guān)活性。綜上所述，竹蓀多糖的分子量分布范圍較廣，其單糖組成和糖苷鍵連接方式多樣，這些復(fù)雜的結(jié)構(gòu)特征是其具有多種生物學(xué)活性的基礎(chǔ)。

2 竹蓀多糖的生物活性及相關(guān)機(jī)制

2.1 抗氧化與抗炎作用

竹蓀多糖在體外化學(xué)體系以及細(xì)胞和動(dòng)物模型中具有良好的抗氧化活性。Deng 等[11]探索了長(zhǎng)裙竹蓀多糖DIP 的體外抗氧化作用，發(fā)現(xiàn)其具有較強(qiáng)的體外還原能力，能夠有效清除DPPH 自由基、羥自由基和超氧陰離子自由基。Hua 等[6]進(jìn)一步采用DIP 飼喂D-半乳糖造模的衰老大鼠，發(fā)現(xiàn)該多糖可以降低血清中丙二醛（malonaldehyde，MDA）含量和肝臟中脂褐素水平，并能提高血清中超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）和谷胱甘肽過(guò)氧化物酶（glutathione peroxidase，GPx）的活性。此外，Yu 等[12]研究發(fā)現(xiàn)棘托竹蓀多糖能夠緩解雙氧水介導(dǎo)的PC12 大鼠腎上腺嗜鉻瘤細(xì)胞活力下降，減少促凋亡蛋白Bax、半胱天冬酶Caspases 3 和細(xì)胞色素C 水平并提高抗凋亡蛋白Bcl-2含量，說(shuō)明該多糖的抗氧化作用與抑制細(xì)胞凋亡有關(guān)。本課題組最近采用超氧陰離子誘導(dǎo)劑百草枯脅迫野生型秀麗線蟲模型，發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)裙竹蓀酸性多糖DiPS 可以提高秀麗線蟲的存活率，還能降低秀麗線蟲體內(nèi)活性氧自由基（reactive oxygen species，ROS）和MDA 水平，提高SOD 活力并恢復(fù)線粒體膜電位和ATP 含量，而且DiPS 的抗氧化作用與調(diào)控脅迫響應(yīng)轉(zhuǎn)錄因子DAF-16 有關(guān)[4]。由于氧化脅迫與衰老以及神經(jīng)退行性疾病和癌癥等多種疾病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，而且許多抗氧化劑被證實(shí)能夠延緩衰老和防治氧化脅迫相關(guān)疾病[13]，因此上述研究表明竹蓀多糖可能具有抗衰老和緩解氧化脅迫相關(guān)病癥的生物活性。

炎癥反應(yīng)參與了多種疾病的發(fā)生和發(fā)展，因此抑制炎癥是緩解相關(guān)病癥的有效策略。研究表明，竹蓀水提物及其多糖成分能夠抑制多種炎性物質(zhì)的致炎作用和細(xì)胞毒性。例如，Ukai 等[14]采用卡拉膠注射法和燙傷法誘導(dǎo)大鼠后肢產(chǎn)生炎癥，然后以長(zhǎng)裙竹蓀多糖T-5-N 飼喂大鼠，發(fā)現(xiàn)該多糖能夠緩解卡拉膠引起的水腫和燙傷性水腫痛覺(jué)過(guò)敏，具有退熱止痛的抗炎作用。

2.2 增強(qiáng)免疫作用

竹蓀多糖可以通過(guò)非特異性免疫途徑來(lái)增強(qiáng)動(dòng)物模型的免疫系統(tǒng)功能，比如Hua 等[15]分別采用酸提法和堿提法從長(zhǎng)裙竹蓀中提取出DIP I 和DIP II 兩種多糖成分，前者可以增加正常小鼠胸腺的重量和單核細(xì)胞的吞噬依賴性，后者可以提高小鼠脾臟和胸腺重量以及脾細(xì)胞增殖能力和自然殺傷細(xì)胞活性，還能恢復(fù)對(duì)二硝基氟苯的遲發(fā)型超敏反應(yīng)。除了單核細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞，竹蓀多糖對(duì)非特異性免疫細(xì)胞中的其它成員也有激活作用。例如，Deng 等[16-17]研究發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)裙竹蓀多糖DIP 能誘導(dǎo)小鼠腹腔巨噬細(xì)胞RAW264.7 中一氧化氮產(chǎn)生，促進(jìn)白介素-1、白介素-6、腫瘤壞死因子和核因子 κB（nuclear factor-κB，NF-κB）等基因的表達(dá)，而抗Toll 樣受體4（Toll-like receptor 4，TLR4）和抗模式識(shí)別受體Dectin-1 的單克隆抗體都可以顯著抑制DIP 與靶細(xì)胞的特異性結(jié)合以及對(duì)巨噬細(xì)胞的激活。此外，廖文鎮(zhèn)[18]發(fā)現(xiàn)紅托竹蓀多糖DP1 能夠與RAW264.7 細(xì)胞膜表面的補(bǔ)體受體3（complement receptor 3，CR3）特異性結(jié)合，通過(guò)PI3K/Akt/MAPK/NF-κB 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路激活巨噬細(xì)胞的免疫應(yīng)答，促進(jìn)一氧化氮和白介素的分泌。綜上所述，TLR4、Dectin-1 和CR3 等表面受體以及NF-κB 轉(zhuǎn)錄因子在竹蓀多糖活化巨噬細(xì)胞過(guò)程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

2.3 抗腫瘤作用

研究表明，竹蓀多糖可以通過(guò)誘導(dǎo)凋亡抑制多種腫瘤細(xì)胞的增殖。例如，葉建方等[19]發(fā)現(xiàn)紅托竹蓀多糖能夠提高小鼠腹水瘤細(xì)胞S180 中Bax、Caspase-3 和Caspase-9 的含量并降低Bcl-2 的含量，從而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡并抑制細(xì)胞生長(zhǎng)。此外，一些化學(xué)修飾和改造手段可有效提高竹蓀多糖的抗腫瘤活性。例如，與未修飾多糖相比，磷酸化或硫酸化的竹蓀多糖對(duì)人乳腺癌細(xì)胞MCF-7 和小鼠黑色素瘤細(xì)胞B16 體外增殖的抑制作用更強(qiáng)[11，20]，經(jīng)NaOH 變性和透析復(fù)性處理的竹蓀多糖對(duì)S180 細(xì)胞在小鼠體內(nèi)增殖的抑制作用也有所提高[21]。Liao 等[22]將長(zhǎng)裙竹蓀多糖連接到單分散硒納米顆粒表面，發(fā)現(xiàn)該綴合物對(duì)人肝癌細(xì)胞HepG2、人非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞A549 等多種腫瘤細(xì)胞增殖的抑制作用較未改造多糖的更強(qiáng)，并能顯著誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞出現(xiàn)核固縮、DNA 降解等凋亡現(xiàn)象，而且這種促凋亡作用與激活Fas 相關(guān)死亡結(jié)構(gòu)域蛋白和Caspase 以及誘導(dǎo)ROS 過(guò)量生成和線粒體功能障礙有關(guān)。有趣的是，竹蓀多糖的抗氧化活性與抑制凋亡途徑有關(guān)，這些看似矛盾的結(jié)果說(shuō)明不同疾病的基因表達(dá)模式存在差異，也說(shuō)明竹蓀多糖在不同疾病背景下的基因調(diào)控方式不同。

除了增殖過(guò)度和凋亡抑制，腫瘤微環(huán)境在腫瘤生長(zhǎng)過(guò)程中也起著重要作用，而腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞（cancer-associated fibroblasts，CAFs）是腫瘤微環(huán)境的主要基質(zhì)細(xì)胞，能夠分泌多種因子抑制免疫系統(tǒng)并促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移[23]。最近有研究顯示，前列腺CAFs能夠抑制小鼠CD4+/CD8+T 細(xì)胞的生長(zhǎng)，而長(zhǎng)裙竹蓀多糖ZSP4 不僅能夠促進(jìn)小鼠脾臟中免疫細(xì)胞的增殖，還可以通過(guò)下調(diào)α-平滑肌肌動(dòng)蛋白的表達(dá)來(lái)緩解前列腺CAFs 對(duì)免疫細(xì)胞的抑制[24]，這說(shuō)明竹蓀多糖的體內(nèi)抗腫瘤作用與調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)和腫瘤微環(huán)境有關(guān)。

2.4 神經(jīng)保護(hù)作用

許多神經(jīng)退行性疾病的病理機(jī)制都涉及到蛋白質(zhì)異常聚集、氧化脅迫和細(xì)胞凋亡，比如β-淀粉樣肽（amyloid-β peptide，Aβ）和多聚谷氨酰胺（polyglutamine，polyQ）分別是阿爾茨海默癥和亨廷頓舞蹈病的關(guān)鍵致病蛋白，其聚集產(chǎn)物可誘發(fā)氧化脅迫與炎癥，導(dǎo)致神經(jīng)元凋亡和功能衰退[25]。因此，緩解致病蛋白異常聚集介導(dǎo)的毒性脅迫是防治神經(jīng)退行性疾病的有效策略。本課題組最近以Aβ 和polyQ 轉(zhuǎn)基因秀麗線蟲為模型，發(fā)現(xiàn)DiPS 不僅能夠有效抑制蛋白聚集介導(dǎo)的趨化和避化行為缺陷，還可以降低秀麗線蟲體內(nèi)的ROS 水平，并促進(jìn)胰島素信號(hào)通路關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子DAF-16 的入核[4]。由于DAF-16 是調(diào)節(jié)蛋白聚集毒性、脅迫和壽命等生物過(guò)程的關(guān)鍵因子，這些結(jié)果說(shuō)明竹蓀多糖能夠通過(guò)調(diào)控該轉(zhuǎn)錄因子在秀麗線蟲體內(nèi)抑制蛋白神經(jīng)毒性和緩解氧化脅迫。除了異聚蛋白，吳雪艷[26]采用亞砷酸鈉對(duì)大鼠進(jìn)行造模，通過(guò)Morris 水迷宮、避暗和跳臺(tái)等實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)砷中毒大鼠的學(xué)習(xí)記憶能力和海馬神經(jīng)元結(jié)構(gòu)受損，而且腦組織中的腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子、N-甲基-D-天冬氨酸和谷胱甘肽含量以及SOD 和乙酰膽堿轉(zhuǎn)移酶活力均降低。采用紅托竹蓀多糖制備的飲料飼喂砷中毒大鼠后，上述癥狀有所緩解。此外，紅托竹蓀多糖飲料還能提高正常大鼠的學(xué)習(xí)記憶能力，并可以增加大鼠血清中總SOD 和GPx含量以及腦組織中GPx 活力[26]。因此，這些研究充分表明竹蓀多糖能夠提高正常動(dòng)物和疾病動(dòng)物模型的神經(jīng)系統(tǒng)功能，而且抗氧化作用是其發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)活性的重要基礎(chǔ)。

2.5 護(hù)肝作用

砷是國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)明確認(rèn)定的一級(jí)致癌物，不僅可以誘發(fā)多種癌癥，還能增加心血管疾病、糖尿病等常見(jiàn)疾病的患病風(fēng)險(xiǎn)。肝臟是砷主要的蓄積器官和受損器官，因此緩解肝損傷有助于治療砷中毒。最近有研究表明，竹蓀多糖在細(xì)胞和整體動(dòng)物水平上能夠抑制砷毒性并促進(jìn)砷排出。楊紅艷等[27]發(fā)現(xiàn)高劑量的亞砷酸鈉能引起L-02 人肝臟細(xì)胞的活力、Bcl-2/Bax 比值及總SOD、過(guò)氧化氫酶和谷胱甘肽水平降低，使MDA 含量以及細(xì)胞色素C 和Caspase-3 活力升高，說(shuō)明砷鹽可誘導(dǎo)氧化脅迫與細(xì)胞凋亡。采用竹蓀多糖處理砷脅迫的L-02 細(xì)胞，上述細(xì)胞活力、凋亡和氧化脅迫相關(guān)指標(biāo)的變化均有所緩和。胡婷等[28]利用基因表達(dá)譜芯片技術(shù)進(jìn)行深入研究，發(fā)現(xiàn)亞砷酸鈉可以調(diào)控一些與炎癥、增殖和凋亡相關(guān)基因的表達(dá)，而竹蓀多糖能夠干預(yù)砷鹽調(diào)控的多個(gè)差異表達(dá)基因，所涉及的信號(hào)通路包括NOD 受體樣通路、MAPK 通路和PPAR 通路等。因此，這些結(jié)果表明竹蓀多糖可通過(guò)調(diào)控氧化脅迫、炎癥、增殖和凋亡等多種途徑抑制砷的肝細(xì)胞毒性。此外，胡婷等[29]對(duì)竹蓀多糖的體內(nèi)護(hù)肝活性進(jìn)行了探索，發(fā)現(xiàn)該多糖能夠抑制亞砷酸鈉造成的小鼠體重下降和肝組織損傷，并能降低肝砷含量和提高血砷及尿砷水平。值得注意的是，在小鼠砷中毒前給予竹蓀多糖處理的護(hù)肝作用優(yōu)于砷造模后再干預(yù)，表明該多糖能夠通過(guò)增強(qiáng)正常肝臟的功能來(lái)抵抗外源脅迫。曾丹[30]利用染毒大鼠模型也證實(shí)了竹蓀多糖可以緩解亞砷酸鈉所致肝纖維化，并能夠降低肝臟組織中MKK3、MKK4、p-JNK 和p-P38 蛋白水平以及提高M(jìn)KK1 和p-ERK 蛋白水平，進(jìn)一步說(shuō)明調(diào)控MAPK信號(hào)通路是竹蓀多糖抑制砷肝毒性的重要機(jī)制。

2.6 抗衰老作用

越來(lái)越多報(bào)道顯示，過(guò)氧化產(chǎn)物大量累積和抗氧化系統(tǒng)功能下降是機(jī)體衰老的重要誘因，而一些抗衰老普通食物和食藥兩用食物來(lái)源的多糖具有延緩衰老及防治衰老相關(guān)疾病的活性[31]。Ye 等[32]采用D-半乳糖對(duì)小鼠進(jìn)行皮下注射，可引起小鼠血清和肝臟中MDA 含量升高而SOD 和GPx 活性降低，導(dǎo)致胸腺和脾臟指數(shù)均顯著下降，從而造成動(dòng)物亞急性衰老。采用紅托竹蓀多糖DRP 處理衰老小鼠后，發(fā)現(xiàn)上述氧化脅迫相關(guān)指標(biāo)以及器官指數(shù)均有所改善。因此，竹蓀多糖可能通過(guò)清除過(guò)氧化產(chǎn)物和增強(qiáng)抗氧化酶功能發(fā)揮抗衰老作用。

2.7 抑菌作用

早期有報(bào)道顯示，竹蓀水提物能夠抑制一些常見(jiàn)的食品腐敗菌和致病菌的生長(zhǎng)[33-34]。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)，竹蓀中的多糖成分對(duì)多種細(xì)菌和真菌有顯著的抑制作用，王憲偉[35]采用抑菌圈法發(fā)現(xiàn)竹蓀多糖能夠抑制黑曲霉、草酸青霉、枯草芽孢桿菌、大腸桿菌和金黃色葡萄球菌，而且對(duì)真菌的抑制效果優(yōu)于細(xì)菌。目前有關(guān)竹蓀多糖抑菌機(jī)理的研究極少，但孫曉紅等[36]發(fā)現(xiàn)棘托竹蓀水提物能夠上調(diào)副溶血性弧菌中轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子nusA 等基因的表達(dá)并下調(diào)延伸因子ef-Tu 等基因的表達(dá)，使菌體細(xì)胞膜受損和細(xì)胞質(zhì)溶出，從而導(dǎo)致菌體死亡。鑒于多糖是竹蓀發(fā)揮抑菌作用的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，這些研究為深入探索竹蓀多糖的抑菌機(jī)理提供了參考。

2.8 其它作用

Ye 等[37]研究發(fā)現(xiàn)竹蓀多糖DRP 可以延長(zhǎng)負(fù)重小鼠的游泳時(shí)間和缺氧小鼠的存活時(shí)間，說(shuō)明該多糖能夠緩解動(dòng)物的疲勞與缺氧癥狀。DRP 還能降低疲勞小鼠血清中的血乳酸、尿素氮和MDA 含量，并提高血清SOD、肝臟肝糖原和腿部肌糖原含量，表明其抗疲勞作用與改善糖代謝、清除代謝產(chǎn)物和減輕氧化脅迫有關(guān)。Kanwal 等[38]探索了長(zhǎng)裙竹蓀多糖對(duì)廣譜抗生素誘導(dǎo)腸道菌群失衡的調(diào)節(jié)作用，發(fā)現(xiàn)該多糖能夠改善口服克林霉素和甲硝唑?qū)е碌男∈竽c道細(xì)菌多樣性和豐富度降低，增加乳酸產(chǎn)生菌和丁酸產(chǎn)生菌等有益菌群，還能降低腫瘤壞死因子、白介素-6 和白介素-1β水平并提高緊密連接相關(guān)蛋白水平，從而發(fā)揮保護(hù)腸道微生物群、增強(qiáng)腸屏障完整性和減少炎癥的功能。此外，熊彬等[39]發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)裙竹蓀的菌托和菌蓋水提液能提高鈷-60 輻射大鼠的脾臟指數(shù)和血清中IgG 等免疫球蛋白水平，說(shuō)明其具有修復(fù)輻射致免疫系統(tǒng)損傷的作用。

3 總結(jié)與展望

竹蓀有著廣泛的資源分布和悠久的食藥兩用歷史，近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)其多糖成分具有減輕氧化和炎癥脅迫、增強(qiáng)機(jī)體免疫、抑制腫瘤生長(zhǎng)及緩解神經(jīng)毒性等多種生物活性，在普通食品、保健食品和醫(yī)藥領(lǐng)域蘊(yùn)含著良好的開(kāi)發(fā)應(yīng)用潛力。然而，總結(jié)竹蓀多糖的研究現(xiàn)狀，仍然存在一些不足，今后可從以下幾方面進(jìn)行完善：探索竹蓀菌絲體的液體深層培養(yǎng)技術(shù)，研究培養(yǎng)條件、食用部位和制備方法對(duì)多糖結(jié)構(gòu)與活性的影響，制定多糖質(zhì)量控制方案；闡明竹蓀多糖的高級(jí)結(jié)構(gòu)并開(kāi)展構(gòu)效關(guān)系研究，利用多種生化物理技術(shù)對(duì)多糖進(jìn)行修飾，如酶解、羧甲基化和乙?；?，同時(shí)運(yùn)用納微化合物載體增強(qiáng)多糖的體內(nèi)活性；探索竹蓀多糖與心腦血管疾病、糖尿病、高血脂癥、肝炎等常見(jiàn)疾病相關(guān)的生物活性，開(kāi)展體內(nèi)代謝動(dòng)力學(xué)研究；采用轉(zhuǎn)錄組測(cè)序、蛋白質(zhì)組定量和修飾分析等前沿技術(shù)闡釋竹蓀多糖生物活性的分子機(jī)理，比如免疫調(diào)節(jié)、抗衰老、抗炎和抑菌作用相關(guān)的基因表達(dá)和信號(hào)調(diào)控途徑，為竹蓀多糖深入開(kāi)發(fā)應(yīng)用提供理論依據(jù)。