姬松茸(Agaricus blazei Murrill)又名巴西蘑菇,其多糖成分具有抗肿瘤、抗氧化与增强机体免疫力等多种功效[1]。多糖的活性与其结构密切相关,天然多糖的生物活性较弱、水溶性较差,难以满足应用要求。因此,需要对多糖进行结构修饰,以增强其生物活性[2]。文章通过对姬松茸多糖的修饰方法、抗病性及其在养殖中的应用研究进行综述,旨在为姬松茸多糖后续的研究与产品开发提供参考。1姬松茸多糖的修饰改造多糖的结构可以通过化学、物理及生物学的方式进行修饰,目前应用最为广泛的是化学修饰方法[3]。在姬松茸多糖结构的改造中主要有硫酸化、磷酸化、酵解等方法。1.1磷酸化磷酸化修饰的原理是使用游离的磷酸根基团取代多糖支链结构中的羟基[4]。磷酸化是姬松茸多糖的1种重要修饰手段,其衍生物在免疫调节、抗病毒、抗肿瘤等方面具有很强的生物活性。常用的磷酸化试剂有Na2HPO4、NaH2PO4和Na5P3O10等[5]。路垚[6]选用Na5P3O10和Na3(PO3)3配比作为磷酸化试剂,将纯化后的姬松茸多糖配成水溶液,按照一定的物料比加入磷酸化试剂与硫酸钠,使用超声使其充分溶解,调节pH值,在一定的温度下进行磷酸化反应。醇沉24 h离心,烘干沉淀物再进行复溶。取溶液进行透析,随时检测电导率,将透析液进行冷冻干燥,即可得到姬松茸多糖的磷酸化衍生物。1.2硫酸化硫酸化修饰的原理为多糖分子中的羟基被硫酸基取代[7]。硫酸化修饰的主要方法包括浓硫酸法、氯磺酸-吡啶法、三氯化硫-吡啶法与氨基磺酸-甲酰胺法等。氯磺酸-吡啶法:使多糖溶解于溶剂中并与酯化试剂进行反应,使多糖残基上的某些羟基被酯化试剂的硫酸基团取代,经过透析与冻干后获得多糖的硫酸化衍生物[8-9]。硫酸取代度主要与试剂比例、反应时间与反应温度等因素有关。氯磺酸是强酸,可以促进多糖降解,在修饰过程中提供硫酸基团以改变多糖分子结构。该方法具有产率高、原料廉价易得、产物取代度高、便于回收的优点,但氯磺酸有剧毒且反应过程剧烈,导致试验操作的难度较大。Wei等[10]将吡啶替换为4-二甲氨基吡啶(DMAP),得到4种取代度的硫酸化衍生物,进一步优化了硫酸化的修饰效果,为修饰的改进提供了思路。Cardozo等[11]将姬松茸干燥菌丝体与蒸馏水混合两次,通过回流,真空过滤,加乙醇,离心得到多糖。使用氯磺酸-吡啶法硫酸化修饰后,进行透析、冷冻干燥,得到了硫酸化衍生物。1.3酵解酵解姬松茸多糖是使用酵素酵解得到的产物,具有多糖产能高、免疫活性高和其他生理功能应用潜力大的优势。以酵素为浸提液,提取过夜,抽滤,减压浓缩,醇沉过夜,离心,取沉淀。使用Sevag法去除游离蛋白质,得到酵解粗多糖。经DEAE Sepharose Fast Flow,以NaCl为洗脱液,收集多糖进行透析除盐,冷冻干燥得到酵解姬松茸多糖[12]。2姬松茸多糖及衍生物的抗病性2.1抗肿瘤多糖的糖链可以抑制肿瘤细胞的增殖和分化,调节细胞的生长与衰老,也可以通过增强免疫力或诱导肿瘤细胞凋亡,从而发挥抗肿瘤的作用[13]。Jon-Magnus等[14]发现,含有姬松茸的产品Andosan对原发性骨髓瘤细胞、其他骨髓瘤细胞和白血病细胞系具有细胞毒性作用,使用Andosan培养骨髓瘤细胞系时出现细胞周期停滞的现象。Liu等[15]研究姬松茸多糖的抗肿瘤作用机理,发现姬松茸多糖可以通过诱导细胞白介素-6(IL-6)、细胞白介素-2(IL-2)、肿瘤坏死因子、诱导型一氧化氮合酶、CD86、MHC-Ⅱ和pSTAT1的表达直接激活纯化的MDSCs,仅在Gr-1+CD11b+单核MDSCs存在下影响自然杀伤细胞和T细胞。进一步的分析结果表明,姬松茸多糖与Gr-1+CD11b+MDSCs的抑制功能相反,是1种特异性的TLR2激动剂。秦晓飞等[16]体外培养小鼠骨髓来源DC,加入姬松茸多糖溶液,检测CD86和CD11a的表达、姬松茸多糖对DC抗原呈递能力的影响以及对细胞毒性T淋巴细胞对H22肝癌细胞杀伤能功能的影响。结果表明,姬松茸多糖可以促进DC的分化成熟以达到增强抗肿瘤的能力,且中剂量姬松茸多糖可以显著上调CD86与CD11a的表达,提高细胞毒性T淋巴细胞的杀伤率。为提高姬松茸培养基质中多糖的获取率,杨丹妮等[17]对提取工艺进行优化,在料液比1∶35、酶量3.3%、酶解超声温度52 ℃、酶解超声时间10 min的条件下获得最佳取得率,进一步使用MTT法验证其抗肿瘤活性,结果表明,姬松茸基质多糖对HeLa、MCF-7、A549细胞的生长抑制率与多糖浓度呈正相关。牛英才等[18]对小鼠接种S180瘤株,使用腹腔注射50、100和200 mg/(kg·d)低分子姬松茸多糖,试验结束后对瘤体称重并检测细胞凋亡率。结果表明,猪苓多糖对照组与高剂量姬松茸多糖的瘤体重量显著减轻,且肿瘤抑制率呈现量效关系。为研究低分子量多糖与OVA体内共同免疫后对OVA诱导CTL应答的影响,蒋丽艳等[19]使用不同剂量的联合组剂、OVA及PBS对荷瘤后的小鼠进行免疫,在第3次免疫后10 d处死小鼠。使用细胞毒性杀伤实验检测,结果表明,使用高剂量联合组剂小鼠的CTL对E.G7-OVA细胞的杀伤活性效果显著高于OVA组,具有作为肿瘤疫苗佐剂的价值。牟华[20]通过将不同剂量的低分子量姬松茸多糖作用于人结肠癌细胞(HT-29)与人脐静脉内皮细胞(HUVECs),检测其对细胞增殖、黏附与HT-29迁移穿过单层HUVECs的影响。结果表明,低分子量姬松茸多糖对HT-29的增殖无显著影响,但可以通过抑制其黏附与迁移能力达到抗肿瘤转移的作用。2.2降血糖姬松茸在糖尿病的治疗方面具有显著疗效,姬松茸所含的多糖体、多糖-蛋白质复合体和RNA-蛋白质复合体具有降血糖作用[21]。段县平等[22]使用腹腔注射四氧嘧啶损伤小鼠的胰岛β细胞,进行糖尿病造模,以生理盐水为对照,分组注射不同浓度的多糖。结果表明,注射4%与8%的多糖可以显著降低糖尿病小鼠的血糖,其机理可能是多糖对胰岛素的分泌具有促进作用,可以抑制胰岛α细胞分泌胰高血糖素,提高胰岛素的敏感性,保护胰岛β细胞,加速肝葡萄糖的代谢以及外周组织对葡萄糖的利用。吕娟等[23]通过建立试验性糖尿病大鼠模型,发现姬松茸多糖与降血糖作用的量效关系。为研究姬松茸多糖对Ⅱ型糖尿病大鼠血糖及血脂的影响,魏占英等[24]通过腹腔注射STZ与高脂饲料建立大鼠2型糖尿病模型,使用生理盐水为对照,姬松茸多糖进行灌胃试验,干预处理12 w。结果显示,糖尿病大鼠的每日血糖与能量摄入升高,但体重下降,姬松茸多糖灌胃组的糖尿病大鼠变化趋势较为平稳。糖尿病模型大鼠的空腹血糖(FBG)、空腹血糖(FIN)、胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)与血清骨钙素显著升高,姬松茸多糖灌胃组糖尿病大鼠FIN、HOMA-IR、总胆固醇(TC)和甘油三酯(TG)含量显著降低,而低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)和高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)含量有所升高,姬松茸多糖可能通过提高血清骨钙素水平与增加胰岛素敏感性起到对血糖与血脂的调控作用。2.3抗感染任超等[25-26]研究姬松茸多糖对雏鸡体内抗感染和抗艾美耳球虫感染的作用,结果表明,姬松茸多糖可以通过促进免疫器官的发育,提高免疫力来对抗感染,并且具有量效关系。进一步进行磷酸化修饰,研究其对小鼠的抗感染作用。结果表明,磷酸化姬松茸多糖可以促进和维持脾脏的发育,提高体液免疫应答,产生抗感染效果,且免疫调节与抗感染作用均优于未修饰的多糖。Lin等[27]研究表明,姬松茸多糖可以激活体内的免疫系统,在小鼠模型中通过诱导Th1和NK1细胞分化来增强Ⅰ型反应,从而抵抗寄生曼氏血吸虫的感染。2.4抗炎门继光[28]通过卵蛋白诱导建立哮喘小鼠模型,研究姬松茸多糖对支气管哮喘气道验证的影响。结果表明,使用姬松茸多糖干预的哮喘小鼠支气管肺泡灌洗液中炎症细胞总数、中性粒细胞、嗜酸性粒细胞与淋巴细胞计数显著降低;细胞白介素-4(IL-4)、细胞白介素-5(IL-5)、细胞白介素-13(IL-13)含量较未干预模型组显著降低。对肺组织切片进行染色观察,发现姬松茸多糖干预可以显著降低哮喘模型小鼠的肺部病理改变。经免疫组化染色和免疫印迹检测发现,经姬松茸多糖干预后NF-kBp65的阳性表达、p-ERK、p-p38MAPK、p-JNK的表达比模型组明显降低,多糖可能通过降低这些蛋白的表达与下调Th2类炎症细胞因子水平抑制气道炎症细胞浸润,减轻炎症反应。刘玮等[29]从姬松茸子实体中提取水溶性多糖ABD,对其结构与抗炎作用进行研究。结果表明,在62.5~1 000 mg/L的范围内,ABD对小鼠腹腔巨噬细胞无明显毒性,通过建立脂多糖诱导的小鼠体外炎性模型,ABD对肿瘤坏死因子和一氧化氮两种细胞因子的分泌起抑制作用,且呈现出浓度抑制性,并表现出抗炎活性。炎症性肠病是由免疫功能障碍及膜屏蔽损伤引起的疾病,其治疗方法十分有限。Bamba[30]使用姬松茸多糖对结肠炎模型小鼠进行治疗试验,结果表明,姬松茸多糖可以有效抑制和预防炎症性肠病,通过减少结肠黏膜的损伤、刺激杯状细胞从而增加抗炎细胞因子的产生,抑制炎性细胞因子的产生和浸润。2.5其他刘毅等[31]观察姬松茸多糖对阿尔茨海默5xFAD转基因小鼠学习障碍的改善作用,经过60 d的处理后,采用Morris水迷宫及避暗试验评价小鼠的学习和记忆能力,对小鼠海马体中P53、Bcl-2、BAX以及Caspase-3等凋亡蛋白的变化采用Western blot检测。结果表明,使用姬松茸多糖进行干预,转基因小鼠的记忆与学习能力被增强,且P53、BAX以及Caspase-3的表达下降,Bcl-2的表达上升,推测其作用可能与抑制海马神经元凋亡有关。胡思科等[32]通过将鸭呼肠孤病毒精致蛋白黄抗体和姬松茸多糖进行组合,发明1种复合药物,与一般的精致蛋黄抗体相比,该药物具有更强的保护与治疗作用,且加入的姬松茸多糖提高了生物免疫力,且具有修复干燥损伤,促进肝功能恢复的作用。陈琴等[33]构建脂多糖诱导人脐静脉血管内皮细胞损伤模型,探究姬松茸多糖的保护作用机制,结果表明,姬松茸多糖可以通过抑制细胞中NF-kB信号通路的激活,抑制炎性因子和细胞黏附因子的表达来减少细胞损伤。3姬松茸多糖在养殖中的应用任超等[34]发明1种可以用于家畜辅助喂养的磷酸酯化姬松茸多糖应用方法,在饲料中添加500~1 000 mg/kg磷酸酯化姬松茸多糖,可以起到抗菌、抗感染、增强免疫力与增重的功能。王爱萍等[35]发明1种将姬松茸多糖、溶菌酶、奥美拉唑、复合B族维生素等制成的针对家禽消化道疾病的药物组合物。该药物可以在胃肠道中抑制有害菌的生长,具有修复黏膜层损伤、提高机体免疫力与增强食欲的功能,且对应激、饲料变质、感染引起的胃肠道黏膜出血溃疡具有显著疗效。通过以1 kg体重添加100 mg剂量的方式,采用混合饲料饲喂、混入饮水以及人工灌服的方式使家禽摄入姬松茸多糖,可以有效防止艾美球虫感染,同时对家禽免疫器官的发育起到促进作用[36]。曾严超[37]发明1种含有姬松茸多糖等多种成分的无抗富硒蛋鸡混合饲料添加剂的配方,该添加剂可以有效提高血液中谷胱甘肽过氧化物酶和超氧化物歧化酶的活性,促进肠道有益菌的生长,减少氨气排放,促进营养物质的吸收从而改善蛋鸡的生产性能。4展望姬松茸多糖具有抗肿瘤、抗氧化、免疫调节与抗感染等诸多作用,具有巨大的发展潜力。研究姬松茸多糖的作用机理,同时对其进行改造和修饰,开发其新的功效尤为重要。
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