周思靜,劉桂君,*,周 敏,楊素玲,喬宇琛,王 平,顧海科
(1.北京市輻射中心,北京 100015;2.農業農村部國際交流服務中心,北京 100125)
石斛為蘭科一大屬,最早可見《神農本草經》中記載[1],據統計在我國有兩大類74 種石斛[2],《中華人民共和國藥典》(2015版)收錄了鐵皮石斛、金釵石斛、鼓槌石斛、流蘇石斛4 種石斛[3]。石斛具有“主傷中,除痹,下氣,補五臟虛勞贏瘦,強陰,久服厚腸胃,輕身延年”之功效[1]。現代藥理研究表明石斛具有增強免疫力、抗氧化、抗腫瘤、保肝、抗疲勞等多種功能活性[4]。石斛多糖作為石斛的重要功能活性物質,其多糖成分的含量與石斛的種類、生長環境等相關。20世紀80年代,研究者開始對石斛進行研究,相繼對石斛多糖的提取純化、結構解析及功能活性等開展研究,并取得了一定的成果。本文對近年來石斛多糖的提取純化、結構解析及功能活性進行總結,以期為石斛多糖的進一步開發提供一定的參考價值。
石斛粗多糖的提取是多糖提取純化研究的第一步,石斛粗多糖的提取一般按照圖1流程進行。首先將石斛原料進行干燥、粉碎處理,用乙醇等有機溶劑進行脫脂、脫色,然后采用適宜的提取方法對多糖進行初步分離提取,將上述提取液進行濃縮后,加乙醇等溶劑反復進行沉淀、離心,除蛋白、干燥處理即可得到粗多糖。

圖1 石斛多糖提取流程圖Fig.1 Flow chart for extracting polysaccharides from Dendrobium plants
水提醇沉法是目前最常用的提取石斛多糖方法,如《中華人民共和國國藥典》中規定“鐵皮石斛中多糖的含量不得低于25%”所采用的提取方法即為水提醇沉法[3]。黃曉君等[5]對熱水浸提鐵皮石斛多糖的工藝進行優化研究,得到其最佳工藝條件為水料比30∶1、提取溫度90 ℃、提取時間2 h,在此條件下,多糖得率可達到30.56%,中性糖含量為78.21%。此外,隨著一些新的提取技術的發展,一些新方法如超聲波輔助法[6]、微波輔助法[7]、酶解輔助法[8]以及將兩種或多種提取方法聯用等也應用于石斛多糖的提取中。劉艷艷等[6]研究超聲波輔助提取霍山石斛多糖各因素對多糖得率的影響,得到最優工藝條件為液料比30∶1、浸提溫度81 ℃、浸提時間120 min、超聲功率423 W、超聲時間8 min,在此條件下多糖的平均得率為19.96 mg/g。Zhang Yi等[9]優化超聲波輔助聚乙二醇提取金釵石斛多糖工藝,最高提取率可達(15.23±0.57)%。陳盛余等[7]采用微波輔助提取鐵皮石斛多糖,多糖的提取率可達到9.77%。采用超聲波和微波輔助提取可顯著縮短提取時間,但多糖經過超聲或微波處理后其糖鍵可能會發生斷裂等不利影響[10]。張曉敏等[8]采用纖維素酶酶法提取金釵石斛多糖,在料液比1∶50、緩沖液pH 5.0、提取時間170 min、酶用量4 500 U/g、酶解溫度55 ℃的條件下,金釵石斛多糖的提取率為7.71%。酶法提取多糖雖可提高提取率且提取條件也比較溫和,但采用纖維素酶會降解O-乙酰-β-D-1,4-葡甘露聚糖,在鐵皮石斛、霍山石斛及細莖石斛中均發現有此類多糖[10]。此外,羅傲雪等[11]比較了回流提取、改進回流提取、超聲波提取與超聲輔助熱回流提取法對石斛多糖含量測定的影響,結果發現4 種提取方法所測得的多糖含量分別為(13.47±0.63)%、(15.69±0.74)%、(11.87±0.54)%、(16.29±0.41)%。
經提取獲得的石斛粗多糖一般都含有蛋白質,因蛋白質所帶的電荷在吸附大量雜質的同時也會吸附多糖,給多糖的進一步分級分離帶來困難,因此需經過除蛋白處理。目前除蛋白的方法有Sevag法、三氟三氯乙烷法、三氯乙酸法、酶法、鞣酸法等[12],在石斛多糖中常用的為Sevag法。何鐵光等[13]對鐵皮石斛粗多糖Sevag法除蛋白過程進行了研究,結果表明:氯仿/正丁醇體積比為1.0∶0.4,樣品/氯仿與正丁醇體積比為1∶0.35,萃取時間5 min時脫蛋白效果最佳。王琳煒等[14]以霍山鐵皮石斛為原料,比較了Sevag法、酶法(胰蛋白酶)、酶法-Sevag法對多糖脫蛋白效果及多糖損失率的影響,結果發現采用Sevag法耗費試劑,且多糖損失率大(32.72%),酶法蛋白脫除率低(71.88%),酶法-Sevag法聯用蛋白脫除率高(81.58%),且多糖的損失率低(15.63%)。
純化是將多糖混合物分離為均一多糖的過程,是石斛多糖分離提取的關鍵步驟,其結果的好壞對后續研究具有重要的影響。目前石斛多糖的純化最常采用二乙胺基乙基(diethyl-amino-ethyl,DEAE)-纖維素離子交換色譜和凝膠色譜法聯用的方法。針對不同的多糖,需根據其分子的大小和所帶基團的性質等,選擇適合的凝膠色譜柱進行純化處理。經過純化后的多糖均要進行純度的鑒定,高效凝膠滲透色譜法(high performence gel permeation chromatography,HPGPC)是鑒定純度和測定多糖分子質量較為精確的一種方法。
王世林等[15]對鐵皮石斛采用水提醇沉法,獲得3 種粗多糖,經DEAE-葡聚糖凝膠(Sephadex)A-50和Sephadex G-200進行純化處理,獲得精制多糖I、II、III。Zha Xueqiang等[16]采用水提醇沉、DEAE-纖維素離子交換色譜、Sephadex G-25從霍山石斛中分離得到5 種多糖組分(HPS-1、HPS-2、HPS-3、HPS-4和HPS-5),對其組分H P S-1又進一步采用丙烯葡聚糖凝膠(Sephacryl)S200、Sephadex G75、Sephadex G100分離純化,共計獲得8 種霍山石斛多糖組分。王軍輝等[17]采用DEAE-纖維素柱、Sephacryl S-200、Sephadex G-100從金釵石斛粗多糖中分離得到7 種多糖組分(DNP-W1B、DNP-W1A、DNP-W2、DNP-W3、DNP-W4、DNP-W5和DNP-W3)。此外,鮑素華等[18]對鐵皮石斛粗多糖采用不同體積分數的乙醇進行分級分離得到3 種多糖組分(DSP3、DSP2、DSP1)。
石斛多糖是結構復雜的生物大分子,對其進行結構解析是一項繁瑣的過程,一般包括多糖分子質量、單糖殘基的連接位置及順序、糖苷鍵的構型等一級結構的解析,同時也包括多糖分子空間構象、多糖分子之間空間上的相互作用等高級結構的解析。對于多糖結構的解析除了應用現代各種光譜技術外,還需要結合一些化學的方法,才能較為全面地對多糖結構進行解析。
王世林等[15]對分離到的石斛多糖組分I、II、III采用紅外光譜(infrared spectrum,IR)、1H核磁共振(nuclear magnetic resonance,NMR)譜、13C NMR、凝膠過濾柱層析法、過碘酸氧化和Smith降解產物分析等方法,推斷該多糖分子質量分別為1 000、500 kDa和120 kDa,是一類O-乙酰β型葡甘露聚糖,單糖組分為甘露糖(mannose,Man)、葡萄糖(glucose,Glc)及微量的阿拉伯糖(arabinose,Arab)和木糖(xylose,Xyl),其主鏈主要由(1→3)-β-D-甘露吡喃糖基和(1→4)-β-D-葡萄吡喃糖基構成,支鏈可能由(1→4)-β-D-葡萄糖基和其他戊糖基組成,并連接在主鏈葡萄糖基的2-、3-或6-位上。Hua Yunfen等[19]對從鐵皮石斛莖中分離得到的中性多糖DOP-1-A1組分的結構特征進行分析,該多糖為2-O-乙酰基葡甘露聚糖,分子質量為128 kDa,單糖組成n(Man)∶ n (Glc)∶ n(Arab)為40.2∶8.4∶1.0,主鏈由(1→4)-β-D-Manp、(1→4)-β-D-Glcp組成,支鏈由(1→3)-β-D-Manp、(1→3)-β-D-Glcp組成。何鐵光等[20]對從鐵皮石斛原球莖中提取分離的兩種新型多糖組分DCPP1a-1、DCPP3c-1的結構進行了解析:DCPP1a-1的分子質量為189 kDa,單糖組成為甘露糖和葡萄糖按物質的量7.0∶1.0組成,含有α-吡喃糖苷鍵,其中1→6糖苷鍵占4.0%,1→2或1→4糖苷鍵占52.1%,1→3糖苷鍵占44.9%;DCPP3c-1的分子質量為72.4 kDa,單糖組成為甘露糖、鼠李糖(rhamnose,Rha)、半乳糖醛酸(galacturonic acid,GalA)、葡萄糖、半乳糖(galactose,Gal)和阿拉伯糖,其物質的量之比為1.1∶1.0∶1.0∶23.3∶3.8∶1.0;高碘酸氧化分析認為DCPP3c-1中1→6鍵連接的殘基占14.0%,1→2或1→4鍵連接的殘基占40.7%,1→3鍵連接的殘基占45.3%[21]。Luo Qiulian等[22]對多糖組分DOPB1結構進行了分析,測定其分子質量為8.5 kDa,單糖組成為甘露糖、葡萄糖、阿拉伯糖及微量的半乳糖醛酸,其物質的量之比為6.2∶2.3∶2.1∶0.1,高碘酸鹽氧化結合Smith降解反應及1D、2DNMR分析認為該多糖主鏈是由(1→4)-β-D-Manp和(1→4)-β-D-Glcp組成,屬于(1→4)-β-D-葡甘露聚糖,此外對其他4 種多糖組分(DOPB2、DOPB3、DOPB4、DOPB5)的一級結構也進行了解析[23]。He Taobin等[24]對從鐵皮石斛中分離的多糖DOP-1-1的結構分析,該多糖是分子質量為178 kDa、單糖組成為甘露糖和葡萄糖(5.9∶1.0,n/n)的一類O-乙酰-β-D型葡甘露聚糖。
通過文獻分析可知:對于目前分離出的鐵皮石斛多糖組分,其單糖組成主要由葡萄糖和甘露糖組成,此外還含有阿拉伯糖、半乳糖醛酸、木糖、鼠李糖、半乳糖等。不同之處在于所組成單糖的物質的量之比、支鏈的糖基組成、連接位置及O-乙酰基團的取代位置等。此外,在多糖構型判斷上有些研究通過IR分析進行推測,而目前文獻報道較多的是采用IR技術結合NMR技術進行判斷。
Zha Xueqiang等[16]最早開始對霍山石斛多糖結構進行解析,對分離純化到的多糖HPS-1B23的結構進行解析,認為該多糖單糖組成為葡萄糖、甘露糖和半乳糖,其物質的量之比為31∶10∶8,該多糖的分子質量為22 kDa,其多糖分子主鏈是由(1→6)-α-D-Glcp、(1→4)-α-D-Glcp、(1→6)-α-D-Manp組成,其中α-D-Galp和乙酰基分別以支鏈形式連在(1→6)-α-D-Manp和(1→6)-α-D-Glcp的C-3位上。Hsieh等[25]對從霍山石斛葉和莖的黏液中分離的多糖組分B結構解析發現:該多糖分子質量為9.7 kDa,單糖組成n(Man)∶n(Glc)為3.8∶1.0,主鏈由(1→4)-β-D-Glcp和(1→4)-β-D-Manp構成,O-乙酰基團通過2位和3位連接在(1→4)-β-D-Manp上,未發現支鏈糖殘基。Tian Changcheng[26]、Li Xiaolong[27]等在Zha Xueqiang等[16]研究的基礎上對霍山石斛原球莖中分離的多糖組分DHP1A和DHPD2的結構組成進行分析,DHP1A的分子質量為6.7 kDa,單糖組成n(Man)∶n(Glc)∶n(Gal)為2.5∶16.0∶1.0,主鏈由(1→4)-α-D-Glcp、(1→6)-α-D-Glcp和(1→4)-β-D-Manp組成,支鏈由β-D-Glcp構成;DHPD2分子質量為8.09×106Da,其單糖主要由半乳糖、葡萄糖和阿拉伯糖按物質的量之比0.9∶0.7∶0.2組成,主鏈主要由(1→5)-α-L-Araf、(1→6)-α-D-Glcp、(1→6)-β-D-Glcp、(1→4)-β-D-Glcp、(1→3,6)-β-D-Galp和(1→6)-β-D-Glap構成,支鏈由α-D-Xylp、β-D-Manp組成。Pan Lihua等[28]對分子質量為73 kDa、單糖組成n(葡萄糖)∶n(木糖)∶n(半乳糖)為1.1∶1.0∶0.5的霍山石斛多糖DHP-W2采用甲基化、2DNMR的全相關譜、異核單量子相關和異核多鍵相關對多糖的結構進行解析,得出該多糖主鏈由(1→4)-β-D-Glcp、(1→6)-β-D-Glcp和(1,4,6)-β-D-Glcp構成,支鏈由1,2,4-α-D-Xylp、1,4-α-D-Xylp、1-α-D-Xylp、1-α-D-Galp和1-α-D-GalpA組成。Li Fan等[29]對從霍山石斛類原球莖中分離得到的多糖組分DHP-4A的結構進行研究,發現該多糖分子質量為232 kDa,單糖組成n(Glc)∶n(Arab)∶n(Man)∶n(Rha)為 13.8∶3.0∶6.1∶2.1,主鏈由(1→6)-β-D-Glcp、(1→6)-β-D-Manp和(1→3,6)-β- -Manp組成,支鏈由(1→3)-α-L-Araf、(1→2)-α-L-Rhap和(1→4)-β-D-Manp構成,通過1→6-Manp的C-3位連接在主鏈上。由上述文獻可知從霍山石斛中分離出的多糖,其單糖組成有葡萄糖、甘露糖、半乳糖、阿拉伯糖、鼠李糖、木糖,其多糖主鏈主要由(1→4)/(1→6)-Glcp、(1→4)/(1→6)-Manp及(1→4)/(1→6)/(1,4,6)-Glcp組成,但其分子質量、單糖組成、連接位置及順序等均存在著不同,這種情況可能是霍山石斛生長環境、提取純化等的不同引起的。
王軍輝等[17]對從金釵石斛中分離出的7 種多糖組分(DNP-W1A、DNP-W1B、DNP-W2、DNP-W3、DNP-W4、DNP-W5和DNP-W6)采用化學方法和波譜分析法進行結構解析。其中DNP-W1B是半乳阿拉伯葡萄聚糖,分子質量為770 kDa,單糖組成n(Glc)∶n(Arab)∶n(Gal)為6.2∶3.1∶0.9,主鏈由(1→4)-β-Glcp和(1→6)-β-Glcp組成,支鏈由α-D-Galp和(1→3)-α-L-Araf構成;DNP-W2是半乳甘露葡萄糖聚糖,分子質量為18 kDa,單糖組成n(Glc)∶n(Man)∶n(Gal)為6.1∶2.9∶2.0,主鏈由(1→4)-β-D-Glcp、(1→6)-β-D-Glcp和(1→4)-β-D-Manp構成,支鏈由α-D-Galp構成,其中(1→4)-β-D-Manp的2位被乙酰基團取代[30]。DNP-W3組分分子質量為710 kDa,單糖組成n(Gal)∶n(Rha)∶n(Arab)為3.1∶1.1∶1.0,主鏈由(1→3)-β-D-Galp構成,支鏈由(1→4)-α-L-Rhap和β-L-A r a p構成[31]。D N P-W 4分子質量為5.0×1 02k D a,單糖組成n(M a n)∶n(Glc)∶n(Gal)∶n(Xyl)∶n(Rha)∶n(GalA)為1.0∶4.9∶2.5∶0.5∶1.0∶0.9,主鏈由(1→4)-β-D-Glcp、(1→6)-β-D-Glcp、(1→6)-β-D-Galp組成,支鏈由β-D-Manp、(1→6)-β-D-Manp、(1→3)-β-D-Glcp、β-D-Glcp、(1→4)-α-D-GalAp、(1→2)-α-L-Rhap及Xylp組成,支鏈通過Galp的3位、Glcp的4位和6位連接在主鏈上[32]。組分D N P-W 5為一種果膠類雜多糖,分子質量為4 6 0 k D a,單糖組成n(Man)∶n(Glc)∶n(Gal)∶n(Xyl)∶n(Rha)∶n(GalA)為3.1∶8.1∶8.2∶0.6∶4.2∶3.9,其主鏈由(1→4)-α-D-GalAp、(1→2)-α-L-Rhap構成,支鏈由半乳糖、葡萄糖、甘露糖及木糖殘基構成[33]。此外對分離得到的DNP-W1A、DNP-W6的結構也進行了解析[34]。
陳云龍等[35]對從細莖石斛莖中分離的多糖組分DMP1a-1通過采用高碘酸氧化、HPGPC、薄層色譜分析、氣相色譜(gas chromatography,GC)、GC-質譜(mass spectrum,MS)聯用、IR、NMR等方法進行結構分析,認為該多糖分子質量為28 kDa,單糖組成n(Glc)∶n(Man)為1.0∶4.8,主鏈由(1→4)-β-D-Manp和(1→4)-β-D-Glcp構成,支鏈由α/β-D-Glcp構成,其中部分(1→4)-β-D-Manp的3位被乙酰基團取代,DMP1a-1為β-D-吡喃型葡萄甘露聚糖。徐程等[36]在陳云龍等[35]研究的基礎上對分子質量為6 kDa的多糖組分DMP2a-1的結構進行解析,該多糖的單糖組成為葡萄糖和甘露糖,其物質的量之比為12.6∶1.0,主鏈由(1→4)-α-D-Glcp構成,支鏈由β-D-Manp和β-D-Glcp構成。此外,陳璋輝等[37]分析了從細莖石斛中分離純化的酸性多糖DMP4a-1的結構,DMP4a-1平均相對分子質量為3 049,主要由葡萄糖、甘露糖、鼠李糖、阿拉伯糖和半乳糖組成,其分子物質的量之比為2.9∶2.9∶1.8∶1.3∶1.0,高碘酸氧化反應測定該糖鏈結構中存在1→4、1→3及l→6糖苷鍵,且物質的量之比為1.2∶2.4∶1,IR分析該多糖為一種β-D-吡喃雜多糖。該研究在多糖構型的確定上只通過IR分析,未采用NMR分析技術。
此外對從其他石斛中分離的多糖的結構也有一些研究,如Li Qiang等[38]對從密花石斛中分離的雜多糖DDP-1-D的結構進行解析,分子質量大小9.44 kDa,單糖組成n(Glc)∶n(Man)為3.0∶1.0,主鏈由(1→4)-α-D-Glcp、(1→6)-α-D-Glcp 、(1→2)-α-D-Manp、(1→4)-β-D-Manp構成。Luo Aoxue等[39]對從迭鞘石斛中分離的多糖DDP的結構解析為:分子質量484.7 kDa,單糖組成n(Arab)∶n(Xyl)∶n(Man)∶n(Glc)∶n(Gal)為1.0∶2.7∶8.9∶34.2∶10.2,存在α-D-Galp-(1→、α-D-Manp-(1→、→4,6)-α-D-Glcp-(1→、→4)-α-D-Glcp-(1→糖殘基。Sun Yandong等[40]對從鼓槌石斛分離出的多糖組分DCPP-I-a進行結構分析,該多糖分子質量為122 kDa,單糖組成n(Xyl)∶n(Glc)∶n(Gal)為1.4∶6.9∶12.8。
石斛多糖同其他多糖(如香菇多糖等)一樣,也具有多種功能活性,目前對石斛多糖功能活性的研究主要集中在抗氧化、免疫調節、抗腫瘤、降血糖等方面。
王爽等[41]研究石斛多糖的抗氧化效果,結果顯示,石斛多糖具有清除羥自由基和超氧陰離子自由基的作用,可顯著提高小鼠血清和肝組織中超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物酶活力,降低丙二醛含量。查學強等[42]對比霍山石斛和鐵皮石斛多糖的體外抗氧化效果,結果表明兩種石斛多糖具有較好的抗氧化活性,但兩種石斛多糖的抗氧化效果差異顯著,其中霍山石斛多糖的抗氧化活性明顯強于鐵皮石斛。王再花等[43]比較鐵皮石斛、大苞鞘石斛和金釵石斛3 種石斛莖段粗多糖、精多糖(除去了蛋白的多糖)和多糖組分的抗氧化效果,結果表明隨著多糖純度和質量濃度的提高,抗氧化效果均顯著增強,在1.2 g/L時效果最佳,鐵皮石斛多糖組分(DOPP-I)、大苞鞘石斛多糖組分(DWPP-I)和金釵石斛多糖組分(DNPP-I)對DPPH自由基的清除率均在75%以上,對羥自由基的清除率在84%以上,且顯著優于VC,但3 種多糖組分間差異不顯著;3 種石斛多糖對超氧自由基的清除能力顯著低于VC,但DWPP-I的清除能力顯著高于DOPP-I和DNPP-I。何鐵光等[20]通過測定其清除氧自由基和抗脂質過氧化能力,分別證實了鐵皮石斛多糖粗品及純品DCPP1a-1和DCPP3c-1均具有抗氧化活性。推測石斛多糖抗氧化的機理是通過清除活性氧自由基,致使氧化損傷程度減輕。此外,鮑素華等[18]的研究結果表明,不同分子質量鐵皮石斛多糖均有抗氧化作用,且抗氧化能力與其分子質量大小有關,在其研究中分子質量小于35.3 kDa或大于74.4 kDa鐵皮石斛多糖的生物活性高。郝杰等[44]在對不同分子質量霍山石斛多糖抗氧化效果的研究中發現,不同相對分子質量的多糖在不同抗氧化體系中抗氧化活性差異顯著。Tian Changcheng等[26]實驗證實低分子質量(6.70 kDa)霍山石斛多糖組分DHP1A具有抗氧化活性。已有研究表明石斛多糖均具有較顯著的抗氧化效果,其抗氧化效果的大小與石斛的種類、多糖的純度、分子質量的大小等因素相關。
李勝立等[45]通過研究霍山石斛類原球莖對小鼠免疫調節活性的有效部位及其毒理安全性評價,認為其具有免疫調節活性的有效部位為石斛多糖,且該多糖無毒、無致突變作用。宋美芳等[46]的實驗結果表明,石斛多糖均能夠協同刀豆蛋白刺激T淋巴細胞的增殖,并可以提高淋巴細胞中的白細胞介素(interleukin,IL)-2及干擾素-γ的活性;同時在動物實驗中,高劑量石斛多糖均能增加綿羊紅細胞致小鼠足跖腫脹程度和脾臟指數。因此石斛多糖具有增強免疫的作用,其作用機制與增強T淋巴細胞免疫和體液免疫相關。陳璋輝等[37]通過體外實驗證實細莖石斛多糖DMP4a-1可明顯刺激巨噬細胞分泌腫瘤壞死因子-α,促進脾淋巴細胞增殖,具有免疫增強功能。陳程等[47]對不同發育階段的霍山石斛多糖組分(其單糖組成具有差異)的體外免疫活性實驗表明,不同發育階段霍山石斛多糖的免疫活性無顯著性差異。He Taobin[24]、Li Fan[29]等通過實驗證實鐵皮石斛多糖DOP-1-1、霍山石斛多糖組分DHP-4A均具有免疫活性。童微等[48]通過探索鐵皮石斛多糖化學修飾與免疫活性之間的關系,發現硫酸化和脫乙酰化修飾可提高鐵皮石斛多糖的免疫活性,而羧甲基化修飾則會降低其免疫活性,表明不是所有的官能團接枝改性都會增強其免疫活性。此外,球花石斛多糖也被證實具有免疫活性[49],迭鞘石斛中性多糖DDP1-1也具有免疫活性[50]。由此可以看出不同種類的石斛多糖均具有免疫活性,其免疫活性的作用機制可能與T淋巴細胞、巨噬細胞等有關。
石斛多糖可通過活化淋巴細胞、激活巨噬細胞、激活自然殺傷細胞/淋巴因子激活殺傷細胞(lymphokine activated killer cells,LAK)等調節機體的免疫能力,從而發揮抗腫瘤作用。如蔡體育等[51]采用從31 例癌癥病人(鼻咽癌19 人,惡性淋巴瘤、何杰金氏病共12 人)的外周血分離出的淋巴細胞,通過進行E-玫瑰花環形成(erythrocyte rosette forming cell,E-RFC)實驗,觀察石斛多糖對T淋巴細胞活性的影響,結果顯示,石斛多糖處理組E-RFC的形成率為69.87%,顯著高于對照組(52.35%),與胸腺組的結果(69.60%)相近,實驗結果表明,石斛多糖能顯著提高癌癥病人外周淋巴細胞E-RFC的形成率。羅傲雪等[52]研究結果表明,迭鞘石斛多糖可能通過增強機體抗氧化的能力,從而提高免疫功能來對抗腫瘤的侵襲;其次,石斛多糖可通過抑制腫瘤細胞的生長而起到抗腫瘤作用。鮑麗娟等[53]比較了4 種石斛(霍山石斛、鐵皮石斛、金釵石斛和馬鞭石斛)水提物對人宮頸癌細胞株HeLaS3和肝癌HepG2細胞的體外抑制作用,結果表明4 種石斛水提物對HeLaS3細胞和HepG2細胞均有不同程度的細胞毒性作用,且在所選濃度范圍內對劑量和時間有依賴性;4 種石斛水提物對HeLaS3細胞的半致死抑制濃度(the half maximal inhibitory concentration,IC50)分別是11.63、17.71、15.11 mg/mL和5.89 mg/mL,對HepG2細胞的IC50分別是10.40、22.95、3.80 mg/mL和17.76 mg/mL;激光掃描共聚焦顯微觀察HeLaS3和HepG2細胞,發現細胞正處于凋亡期,從而從形態學驗證了其抑瘤作用。何鐵光等[20]研究認為不同劑量(50、150、250 mg/kg)的鐵皮石斛多糖能有效抑制接種了肝癌細胞(H22)的小鼠的體內成瘤能力,抑瘤率分別為28.6%、19.3%和15.7%;其中低劑量的抑瘤效果最好,并顯著提高了胸腺和脾指數(P<0.05)。Wang Junhui等[54]進行金釵石斛多糖抗腫瘤研究,在小鼠體內Sarcoma 180肉瘤抑制實驗中,水提粗多糖的抑制率為31.3%,粗多糖經過進一步純化所分離的6 個組分(DNP-W1、DNP-W2、DNP-W3、DNP-W4、DNP-W5和DNP-W6)中,DNP-W1和DNP-W3組分具有較高的抑制率,可達65.3%與61.2%;在體外實驗中,所有多糖組分都具有對人宮頸癌細胞株HL-60腫瘤細胞的抗增殖活性;此外,石斛多糖還可與其他抗癌劑或化療藥協同作用而起到抗腫瘤的效果。羅慧玲等[55]的研究結果顯示DCP與rIL-2(重組IL2)聯用可顯著增強臍帶血LAK(CB-LAK)和惡性腫瘤患者外周血LAK(PB-LAK)在體外對腫瘤細胞的殺傷活性(P<0.01及P<0.05),表明石斛多糖可作為生物反應調節劑用于LAK/rIL-2免疫治療。因此,通過對石斛多糖的抗腫瘤藥理活性的研究發現,石斛多糖的抗腫瘤主要是通過提高機體免疫能力、抑制腫瘤細胞的生長及與抗癌劑或化療藥協同增效等幾種方式而起到抗腫瘤作用。
石斛多糖除了具有提高免疫力、抗氧化、抗腫瘤的功能活性外,文獻報道石斛多糖還具有降血糖[56]、保肝[57]、延緩白內障[58]、抗疲勞[59]及治療慢性阻塞性肺疾病[60]等作用。如Pan Lihua等[56]比較了DHP、DNP、DOP及DNP 4 種石斛多糖對四氧嘧啶誘發的糖尿病小鼠模型的降血糖效果,研究發現:DHP、DOP、DNP 3 種多糖可顯著降低糖尿病小鼠空腹血糖和糖化血清蛋白水平,同時提高血清胰島素的水平;通過組織病理學實驗發現DHP、DOP、DNP可修復或減緩胰島的損傷,從而證實DHP、DOP、DNP具有降血糖的效果。Wang Xiaoyu等[57]通過代謝組學分析證實DHP對酒精性肝損傷具有預防干預效果。
隨著石斛生理功效被越來越多的大眾所認識,對石斛的研究也逐年增加,作為石斛中重要功能活性物質的石斛多糖的研究也取得了一定的進展。目前的研究主要集中在多糖的提取純化、結構的鑒定及功能活性等方面。但在一些方面的研究還是相對較薄弱,如由于石斛品種比較多,目前開展的研究主要集中在鐵皮石斛、霍山石斛、金釵石斛等少數幾種石斛,對其他石斛的研究幾乎很少甚至沒有;對多糖的提取分離雖進行了較多研究,但對石斛多糖的工業化提取純化工藝的研究相對較少;由于多糖高級結構的復雜性,對多糖高級結構的鑒定研究目前開展也不是很深入;對多糖結構與功能活性之間的關系研究也相對較少;此外,對于石斛多糖的生理功效方面,更多的毒理學實驗及臨床實驗也需進一步開展。