中药多糖的免疫调节活性及其结构解析
DOI: 10.12721/ccn.2024.157133, PDF, 下载: 154  浏览: 1553 
作者: 边雅嫱
作者单位: 黑龙江省药品审核查验中心
关键词: 中药多糖;免疫调节;结构特征
摘要: 本文综述了中药多糖在免疫调节领域的活性及其结构特征。中药多糖通过激活免疫细胞、促进细胞因子生成、调节免疫信号通路及抗氧化等途径,展现出显著的免疫增强作用。其免疫调节活性与多糖的分子量、糖苷键类型、构象等结构特征密切相关。未来研究应深入解析多糖结构,探究其与免疫细胞的相互作用机制,并开展临床试验以验证其应用潜力,为开发新型免疫调节剂提供科学依据。

引言

中药多糖作为传统中药的重要活性成分,近年来在免疫调节领域的研究中备受关注。多糖是由10个以上单糖通过糖苷键连接形成的生物大分子,具有复杂的空间结构和多样的生物功能。与简单糖(如葡萄糖、蔗糖)相比,多糖在分子形状、结构和性质上均有显著差异。本文旨在综述中药多糖的免疫调节活性及其结构特征,探讨其在免疫系统中的作用机制,为中药多糖的进一步研究和应用提供参考。

1、中药多糖的免疫调节活性

1.1 对免疫器官的调节作用

中药多糖对免疫器官的调节作用是其免疫调节活性的重要体现。多种中药多糖,如黄芪多糖、党参多糖等,能够刺激骨髓细胞的增殖分化,增加骨髓及肝脏中的免疫细胞数量,从而增强机体的免疫功能。例如,黄芪多糖通过促进骨髓细胞的增殖和分化,增加骨髓和肝脏中的树突状细胞(DC)数量,显著降低烧伤脓毒症小鼠的死亡率[1]

1.2 对单核吞噬系统的促进作用

单核吞噬系统(MPS)是机体重要的免疫防御系统之一,能够吞噬和清除外来病原体及自身衰老细胞。多种中药多糖,如白术多糖、芦荟多糖等,能够显著促进MPS的功能。白术多糖不仅作用于机体的免疫器官、免疫细胞和免疫分子,还通过协调这三个层次的免疫机制,使机体的特异性免疫和非特异性免疫达到平衡状态[2]

1.3 对体液免疫功能的促进作用

体液免疫是机体通过B细胞产生抗体来对抗外来病原体的免疫方式。多种中药多糖,如茯苓多糖、黄芪多糖等,能够促进体液免疫功能的提升。茯苓多糖在体内和体外均能显著促进小鼠或其脾细胞产生IgG和IgM抗体,对环磷酰胺所致免疫功能抑制小鼠的作用尤为明显[2]

1.4 对细胞免疫功能的促进作用

细胞免疫是机体通过T细胞等免疫细胞直接杀伤或清除外来病原体及自身异常细胞的免疫方式。多种中药多糖,如百合多糖、桑白皮多糖等,能够显著促进细胞免疫功能。百合多糖能够促进免疫功能低下小鼠的细胞免疫功能,而桑白皮多糖则通过促进淋巴细胞增殖和减少B细胞抗体的生成,实现免疫调控作用[2]

1.5 对红细胞免疫功能的影响

红细胞不仅是血液的主要成分,还具有一定的免疫功能。多种中药多糖,如枸杞多糖、黄芪多糖等,能够影响红细胞的免疫功能。枸杞多糖通过增强化疗小鼠红细胞NKEF的表达水平,提高NK细胞的杀伤活性;而黄芪多糖则能够显著提高红细胞C3b受体花环率,增强红细胞的免疫黏附功能[2]

2、中药多糖的结构特征

2.1 多糖的基本结构

多糖是由单糖之间通过糖苷键连接而成的链状聚合物,其结构复杂多样。多糖的分子结构包括主链和侧链,主链由多个单糖单元通过糖苷键线性连接而成,侧链则通过糖苷键连接在主链的某些单糖单元上。这种复杂的空间结构使得多糖具有多样的生物功能。

2.2 多糖的糖苷键类型

多糖的糖苷键类型对其生物活性具有重要影响。常见的糖苷键类型包括α-糖苷键和β-糖苷键,以及它们的1→2、1→3、1→4、1→6等连接方式。不同的糖苷键类型和连接方式会导致多糖在溶解性、稳定性、生物活性等方面存在差异。例如,β-(1,3)-葡聚糖是香菇多糖的主要成分,具有显著的免疫调节活性[3]

2.3 多糖的分子量与构象

多糖的分子量也是影响其生物活性的重要因素之一。一般来说,多糖的分子量越大,其生物活性往往越强。但是,分子量过大也可能导致多糖在体内的溶解性和吸收性降低。此外,多糖的构象也对其生物活性具有重要影响。多糖的构象包括线性、分支、螺旋等多种形态,不同的构象会导致多糖在生物体内的识别、结合和作用方式存在差异。

3、中药多糖的免疫调节机制

3.1 激活免疫细胞

中药多糖能够激活多种免疫细胞,包括巨噬细胞(MΦ)、T细胞、B细胞、NK细胞等。多糖通过与这些免疫细胞表面的受体结合,触发细胞内信号转导途径,进而促进免疫细胞的增殖、分化和活化。例如,灵芝多糖能够显著增加混合淋巴细胞培养中T细胞的回收量,并增强细胞毒T淋巴细胞的杀伤功能[4]

3.2 促进细胞因子生成

细胞因子是免疫细胞分泌的一类具有广泛生物活性的小分子蛋白质或多肽。中药多糖能够促进多种细胞因子的生成,包括干扰素(IFN)、肿瘤坏死因子(TNF)、白细胞介素(IL)等。这些细胞因子在免疫调节过程中发挥着关键作用,能够增强免疫细胞的活性,促进免疫应答的产生和维持。例如,黄芪多糖能够刺激小鼠脾细胞产生IL-2、IL-3和IFN-γ等细胞因子,进而增强机体的免疫功能[5]

3.3 调节免疫信号通路

中药多糖在免疫调节过程中还涉及多种信号通路的调节。这些信号通路包括Toll样受体(TLR)信号通路、MAPK信号通路、NF-κB信号通路等。多糖通过与这些信号通路中的关键分子相互作用,影响信号的传递和放大,从而调节免疫细胞的活性和功能。例如,当归多糖能够通过激活TLR4/MyD88/NF-κB信号通路,促进巨噬细胞释放NO和TNF-α等炎症因子,增强巨噬细胞的免疫活性[6]

3.4 抗氧化与免疫保护

氧化应激是导致免疫功能下降和疾病发生的重要因素之一。中药多糖具有较强的抗氧化能力,能够清除体内的自由基和活性氧分子,减轻氧化应激对免疫系统的损伤。同时,多糖还能够通过调节抗氧化酶的表达和活性,增强细胞的抗氧化防御能力,保护免疫细胞免受氧化损伤。这种抗氧化作用有助于维持免疫系统的稳定和正常功能。

4、中药多糖的结构与活性关系

中药多糖的免疫调节活性与其结构特征密切相关。多糖的分子量、糖苷键类型、构象以及取代基团等因素都会影响其生物活性。一般来说,具有高分子量、β-构象和复杂分支结构的多糖往往具有更强的免疫调节活性。此外,多糖中的取代基团如硫酸基、乙酰基等也会影响其生物活性。这些结构特征通过影响多糖与免疫细胞受体的结合能力、信号传递效率以及抗氧化能力等方面,进而调节其免疫调节活性。

5、研究展望

尽管中药多糖在免疫调节领域展现出广阔的应用前景,但目前对其作用机制的研究尚不够深入。未来的研究可以从以下几个方面展开:

5.1深入解析多糖结构:利用现代分析技术如核磁共振(NMR)、质谱(MS)等深入解析多糖的精细结构,揭示其结构特征与生物活性之间的内在联系。

5.2探究多糖与免疫细胞的相互作用:通过细胞生物学和分子生物学手段,研究多糖与免疫细胞表面受体的结合方式、信号转导途径以及下游基因表达调控等,阐明其免疫调节的分子机制。

5.3开展临床试验:在基础研究的基础上,开展中药多糖的临床试验,验证其安全性和有效性,为临床应用提供科学依据。

5.4开发新型免疫调节剂:基于中药多糖的结构特征和生物活性,设计并合成具有更强免疫调节活性的新型多糖类药物或多糖衍生物。

结论

中药多糖作为传统中药的重要活性成分,在免疫调节领域展现出独特的优势和潜力。通过深入研究其结构特征和免疫调节机制,可以为中药多糖的进一步研究和应用提供有力支持。未来,随着科学技术的不断进步和研究的深入,中药多糖有望在免疫调节、抗肿瘤、抗炎等方面发挥更加重要的作用。

参考文献:

1、 李昀,聂汉祥. Ⅱ型自然杀伤T细胞及其免疫调节作用.医药卫生,2020-10.

2、 郑伟斌,张志刚,张馨元,赵勤俭. 锌对人体免疫调节作用的研究进展.医药卫生,2021-12.

3、 林子帆 ,夏志豪 ,刘柏宏. 越橘提取物免疫调节作用试验研究.中西医结合,2022-09.