大別山常見藥材中多糖成分的藥理活性研究進展*

侯婷婷，楊 迎，陸海波，陳艷君，李 芳，韓邦興，高雷雷，劉 東

(1 安徽中醫藥大學藥學院，安徽 合肥 230012；2 安徽省中藥資源保護與持續利用工程實驗室，安徽 六安 237012；3 皖西學院生物與制藥工程學院，安徽 六安 237012)

大別山地理位置獨特，地跨安徽、湖北、河南三省份，屬于亞熱帶和暖溫帶過渡區。該地區日照溫和、溫度升降平緩，山地年降水量多于周圍平原和丘陵地帶，并隨海拔升高而增加，因此大別山地區氣候溫潤適宜，孕育出豐富的中藥材資源，其中以霍山石斛、靈芝、天麻、茯苓及黃精等較為常見。基于適宜生長條件獲得的優良中藥材成分豐富，富含多糖、黃酮、生物堿、萜類、蛋白質等成分，且藥理作用廣泛，其中多糖是有效維持和保證生物體生命活動的基本物質，也是發揮藥理作用的重要成分。

多糖是細胞代謝產生的一種天然物質，主要由10個以上單糖通過糖苷鍵鍵合而成[2]。根據單糖種類、排列順序、有無支鏈等可以產生很多不同的結構，對應發揮的藥理活性及作用機制也不盡相同，其主要有免疫調節、抗腫瘤、抗氧化、降血糖、對免疫性肝損傷的保護以及抗菌等藥理作用[3]。部分多糖制成藥品，現已上市，如由靈芝孢子粉經特定工藝制成的靈孢多糖注射液，茯苓多糖口服液等。本文基于已有研究成果系統闡述大別山常見中藥材中多糖成分的藥理活性及部分相關作用機制，以期為大別中藥多糖活性成分的進一步研究開發提供新的思考。

1 研究概述

天然中藥多糖是從中藥中提取出的一類生物大分子，由單糖以α-或者β-糖苷鍵組成的一類化合物，單糖的種類相同或不同，參與某些部分的生物合成反應、影響細胞增殖、抗病毒和細菌感染、抑制腫瘤細胞的轉移、調節腸道菌群等。不同中藥的多糖成分提取和純化方式不盡相同，主要以水提法、酶提法及超聲波法等提取，色譜柱、柱層析等方法純化，生物活性也有一定的差別。在此將重點概述霍山石斛、天麻、靈芝、茯苓及黃精等大別山區常見中藥材的多糖研究現狀，總結如表1所示。

表1 霍山石斛、天麻、靈芝、茯苓和黃精多糖的概述

2 多糖的生物活性及其作用機制

2.1 抗氧化

中藥多糖發揮抗氧化作用主要有清除自由基和調控抗氧化酶或氧化酶活性兩方面：(1)直接或間接的清除自由基，(2)提高抗氧化酶活性或降低氧化酶活性：多糖可以通過刺激絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)/Nrf2信號通路，促進細胞對Ⅱ相解毒酶的分泌，可以促進抗氧化酶的分泌以及酶活，還可以降低機體或細胞內自由基水平，增強其氧化應激反應的抗性[17]。

2.2 抗腫瘤

惡性腫瘤作為嚴重危害人類生命安全的疾病之一，臨床上主要以手術、化療、放療等綜合治療手段為主。然而，患者免疫功能低下，并且放療和化療對機體正常細胞也會造成不同程度的損傷，使得惡性腫瘤的臨床治療效果并不理想。中藥多糖的抗腫瘤活性已得到廣泛認可，其能對多種腫瘤細胞產生一定的抑制作用，而對正常細胞幾乎沒有毒副作用，現已成為潛在的抗腫瘤藥物資源被開發。張丹丹等[24]顯微觀察發現體外培養的人胃癌細胞(Human Gastric Cancer Cells，SGC-7901)的生長能被霍山石斛多糖抑制，主要因為多糖改變了腫瘤細胞的形態，使得細胞核固縮甚至凋亡。戴珊珊等[25]研究表明天麻多糖能抑制人乳腺癌細胞(Human Breast Carcinoma Cells，MCF-7)的增殖，將細胞阻滯于G2/M期達到抑制腫瘤細胞生長，并且對該細胞有凋亡作用，主要作用于晚期凋亡。陳源紅等研究發現靈芝多糖可抑制人肝癌細胞株(Human Hepatocarcinoma Cells，Hep G-2)的增殖，促進Hep G-2細胞調亡，體外研究表面其作用機制可能與該多糖下調機體血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)蛋白水平有關[26]。經研究，羧甲基化的茯苓多糖對人結腸癌細胞(Human Colorectal Carcinoma Cells，HT-29)、人肺癌細胞(Human lung cancer cell，A549)、SGC-7901、Hep G-2和MCF-7具有一定的抗性[27]。在研究黃精多糖對MFC(Mouse Forestomach Carcinoma)胃癌荷瘤小鼠抑瘤及免疫調節作用一文中，黃精多糖給藥組(高、低兩個劑量)小鼠脾臟TLR4(Recombinant Toll Like Receptor 4)、MyD88(Mutant Myeloid Differentiation Primary Response 88)、NF-κB(nuclear transcription factor-κB)mRNA表達明顯降低，說明黃精多糖可能是通過阻滯TLR4/NF-κB信號通路激活來抑制荷瘤小鼠體內腫瘤細胞的生長[28]。

2.3 降血糖

由于人們飲食結構的不斷變化，由于胰島素分泌異常或胰島抵抗引起的內分泌代謝疾病-糖尿病日益普遍[29]，其主要分為胰島素依賴型的I型糖尿病和非胰島素依賴型II型糖尿病兩種類型[30]。研究表明多種中藥多糖具有降血糖的生物活性，如霍山石斛多糖對II型糖尿病小鼠肝臟葡萄糖穩態和胰腺β細胞功能具有調節作用。靈芝多糖對II型糖尿病(Diabetes mellitus type 2，T2DM)大鼠血糖的降低和主動脈保護作用明顯，作用機制可能是下調晚期糖基化終末產物(Advanced glycation end products，AGEs)及AGE受體(Receptor for advanced glycation end product，RAGE)的表達從而起到保護的作用。黃精多糖可降低鏈脲菌素(streptozocin，STZ)誘導的糖尿病小鼠血糖水平，對其作用機制研究，表明黃精多糖可能是通過抑制胰島細胞凋亡，下調Caspase-3蛋白表達起到降血糖的功能[34]。

2.4 抑 菌

中藥中多糖成分起到抗菌活性的方式多種多樣，一是表現在自身具有抗菌活性，如利用薄層平板瓊脂糖孔穴擴散法和MIC定性法研究天麻多糖對抗革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌及真菌的結果表明天麻多糖具有廣譜抑菌活性，對這幾個菌種均有明顯的抑制效果[35]，對水溶性茯苓多糖的研究中用牛津杯法測定其對金黃葡萄球菌、大腸桿菌和枯草芽孢桿菌的抑制作用，結果該多糖對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的生長表現出較明顯的抑制作用[36]。多糖抗菌的另一種方式是與藥物聯用，增強聯用藥的抗菌效果，如茯苓多糖與恩諾沙星聯用評價其體內外的抗菌活性，結果表明體外茯苓多糖可以改善恩諾沙星清除細菌生物膜的能力，體內治療小鼠腹腔感染時茯苓多糖可以增強恩諾沙星抑制金黃色葡萄球菌(SA)的活性[37]。由于天然多糖易得、毒性小，這種聯用方式可減少毒副作用大的藥物的用量、減輕治療藥物副作用帶來的傷害，使得臨床藥物的使用更為安全有效。

2.5 免疫調節及抗炎作用

中藥多糖免疫調節的作用機制復雜而多樣，在免疫系統層面，中藥多糖可通過調節細胞因子、免疫球蛋白等分子水平，提高機體免疫力；在免疫器官和細胞免疫層面，中藥多糖能夠促進機體B、T淋巴細胞的增殖，促進巨噬等細胞的活性[38]。首先，中藥多糖在分子水平的免疫調節：①調節細胞因子在體內的表達，②調節某些蛋白質的分泌[39]。孫洲等[40]通過檢測仔豬的血清免疫指標：總蛋白、白蛋白、免疫球蛋白G、免疫球蛋白M、免疫球蛋白A、白介素-2(IL-2)、γ干擾素(IFN-γ)等，發現經茯苓多糖干預后的各項指標明顯升高，證明了茯苓多糖具有調節免疫力的功能。

在免疫器官和細胞免疫層面：①增強體內淋巴細胞的增值能力；②激活體內自然殺傷細胞；③促進巨噬細胞的活性；④提高樹突狀細胞共刺激因子的表達等。在卡介苗加脂多糖致免疫性肝損傷小鼠觀察研究中，用噻唑藍滲入法測定T、B淋巴細胞的增殖反應，發現天麻多糖顯著提高脾T、B淋巴細胞增殖能力，降低肝臟指數，其作用機制可能與天麻多糖調節了機體內的免疫功能，產生平衡細胞因子，減少了TNF-α、IL-1和NO產生等相關[41]。靈芝多糖可增強小鼠的免疫功能，表現在顯著提升單核巨噬細胞的吞噬能力和自然殺傷細胞(NK)的細胞活性[42]。體外培養小鼠脾淋巴細胞及巨噬細胞，測定黃精粗多糖給藥組，發現小鼠脾細胞中免疫因子IL-2、IL-6、IFN-γ等的含量明顯增加，以及一氧化氮分泌量和iNOS mRNA水平有明顯增高，說明黃精粗多糖能夠提高體外小鼠脾細胞免疫活性[43]。茯苓多糖分離純化后得到均一多糖PCP-I，也可增強抗原特異性體液免疫反應，其作用機制是促進樹突狀細胞(DC)成熟以及增強生發中心反應[44]。

綜上所述，可以發現植物多糖的免疫調節作用是多環節、多靶點的對機體免疫功能進行調節來提高生物機體免疫力，并不僅僅遵循某種單一的模式。值得注意的是，中藥多糖對免疫系統的調節機制，除了在器官免疫和細胞免疫層面還涉及各種免疫細胞上的不同受體，并且對細胞間的信使分子有一定的調節作用。

2.6 其 他

大別山常見中藥多糖還具有其他一些生物活性，有抗糖基化、抗抑郁、腦保護作用、降壓等。如石斛多糖經硫酸化修飾后，6-O-硫酸化修飾的產物對抗蛋白質非酶糖基化初產物有較為顯著的抑制作用，表明了硫酸化修飾后的石斛多糖具有一定的抗糖基化性能[45]。硫酸修飾的茯苓多糖能通過調節α-氨基3-羥基5-甲基4-異惡唑丙酸(AMPA)受體GluR1(谷氨酸受體1)表達實現抗抑郁作用，且副作用小[46]。在腦保護作用方面，天麻多糖可通過增加一氧化氮合酶(endothelial nitric oxide synthase, e NOS)表達來促進一氧化氮 (nitric oxide, NO)釋放；抑制機體乙酰膽堿酯酶(acetylcholin esterase, ACHE)活性，增加乙酰膽堿含量、增加5-羥色胺(5-hydroxytryptamin, 5-HT)和去甲腎上腺素(noradrenaline, NE)水平、增加γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid, GABA)水平以抑制Glu過高而產生的大腦毒性起到腦保護作用。天麻多糖還具有降壓作用，其作用機制與其促進內源性舒血管物質的生成及抑制內源性縮血管物質的釋放有關，促使二者拮抗效應達到平衡有關，這與卡托普利作用效果相似[49]。

3 結 語

大別山地區氣候宜人，為植物生長提供了優良的環境，使得藥材能有之后的“優形”“優質”“優效”[50]。因此，大別山常見中藥霍山石斛、靈芝、天麻、茯苓及黃精等具有重要研究價值，其主要活性成分多糖更是研究的重點。中藥多糖一般具有較好的水溶性。但是多糖分子量大小不一，結構復雜，要想弄清其起到有效作用的部位或片段相對較難，并且作為大分子的多糖難以像小分子一樣直接進出細胞。對于中藥多糖發揮其獨特的藥理作用的機制復雜而多樣，一種多糖可以以不同的作用機制治療相同病癥亦可以以相似途徑作用于不同病癥。因此，深入研究植物多糖的生物活性及對不同病癥的作用機制，為其在臨床治療中合理運用提供有力保障。此外，醫藥領域的發展正處于一場走向可持續發展的技術革命之中，其重點是創新、綠色、安全、可持續。在這種情況下，中藥多糖因為是中藥中存在的豐富大分子，為生物醫藥及化工材料提供了可再生的應用資源。因此，本文綜述了大別山道地藥材中多糖成分的生物活性及其作用機制為今后開發利用中藥多糖提供了重要的參考資料。