“藍(lán)色食物”來(lái)源多糖的免疫調(diào)節(jié)活性研究進(jìn)展

谷福蝶，周 鈺，陳慧瑩，劉文美，鄒澤華，劉光明，劉慶梅,*

（1.集美大學(xué)海洋食品與生物工程學(xué)院，福建省海洋功能食品工程技術(shù)研究中心，福建 廈門(mén) 361021；2.廈門(mén)和美科盛生物技術(shù)有限公司，福建 廈門(mén) 361026；3.三明市明八味產(chǎn)業(yè)研究院，福建 三明 353000）

海洋覆蓋了地球表面70%以上面積，蘊(yùn)含超過(guò)全球80%以上的生物資源，海洋內(nèi)龐大的生物體系能夠提供包括魚(yú)類、無(wú)脊椎動(dòng)物和藻類植物在內(nèi)的眾多可食用和天然活性物質(zhì)資源[1-2]，這些藍(lán)色海洋水生生物資源為人類食品安全和健康提供了全新的解決方案和策略。2021年國(guó)際頂尖雜志Nature接連刊發(fā)海洋食品開(kāi)發(fā)和海洋來(lái)源活性物質(zhì)相關(guān)研究文章，并將海洋食物命名為“藍(lán)色食物”[3-4]。眾多研究顯示，藍(lán)色食物的攝入有益于人體健康和壽命延長(zhǎng)，2020年世界衛(wèi)生組織大數(shù)據(jù)分析顯示，日本、挪威、中國(guó)臺(tái)灣等地區(qū)居民的人均壽命更長(zhǎng)，且心血管疾病、腫瘤等疾病的發(fā)病率更低，這與當(dāng)?shù)鼐用耧嬍持饕獮轸~(yú)類、海鮮和藻類密切相關(guān)[5]。我國(guó)非常重視海洋來(lái)源食品的開(kāi)發(fā)、加工及海洋活性物質(zhì)的生物活性研究。早在2008年“中國(guó)漁業(yè)經(jīng)濟(jì)專家論壇”中，唐起升院士就提出實(shí)施藍(lán)色食物發(fā)展計(jì)劃，指出我國(guó)海洋疆域具有巨大的蛋白及糖類物質(zhì)生產(chǎn)潛力，是未來(lái)我國(guó)食物安全的重要保障基礎(chǔ)[6]。2018年國(guó)家科技部也發(fā)布“藍(lán)色糧倉(cāng)科技創(chuàng)新”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃，布局海洋食品安全，探究海洋生物資源食用和醫(yī)用潛能。

相比于陸地食物，“藍(lán)色食物”可提供更為優(yōu)質(zhì)和豐富的蛋白質(zhì)、維生素以及不飽和脂肪酸、多糖、膳食纖維與礦物質(zhì)等，并且部分深海提取物已轉(zhuǎn)化為營(yíng)養(yǎng)品和保健品/藥品，如魚(yú)肝油、魚(yú)膠原蛋白肽以及海洋來(lái)源的阿糖胞苷等產(chǎn)品。然而，相比于以上少數(shù)成熟的健康產(chǎn)品，大部分“藍(lán)色食物”來(lái)源天然物質(zhì)的生物研究仍處于基礎(chǔ)研究階段，但許多物質(zhì)已經(jīng)研究證明了具有極具轉(zhuǎn)化和應(yīng)用潛力的生物活性[7]。“藍(lán)色食物”來(lái)源的天然活性物質(zhì)主要有蛋白質(zhì)、多酚、多糖/寡糖等，其中多糖是海洋動(dòng)植物中重要的生物活性大分子，在海洋中大型藻類、微藻類細(xì)菌、藍(lán)藻細(xì)菌、無(wú)脊椎動(dòng)物和脊索動(dòng)物中廣泛存在，并且具有抗衰老、抗炎、抑菌、抗病毒和免疫調(diào)節(jié)功能等多種生物活性[8]。多糖類物質(zhì)調(diào)節(jié)機(jī)體免疫反應(yīng)是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)之一，但是由于免疫細(xì)胞亞群分類復(fù)雜，免疫應(yīng)答繁瑣多樣，故對(duì)于“藍(lán)色食物”來(lái)源的多糖類物質(zhì)免疫調(diào)節(jié)活性一直缺乏詳細(xì)的歸類和整理。因此，本文綜述“藍(lán)色食物”來(lái)源多糖的免疫調(diào)節(jié)活性研究進(jìn)展，主要闡述軟體類海洋動(dòng)物及海藻中糖類營(yíng)養(yǎng)組分對(duì)天然/適應(yīng)性免疫細(xì)胞和免疫應(yīng)答的調(diào)控作用，并重點(diǎn)關(guān)注促炎類多糖和抑炎類多糖的不同應(yīng)用，及與體內(nèi)益生菌的互作和在腸道微生態(tài)平衡中的作用，以期為基于“藍(lán)色食物”來(lái)源多糖免疫調(diào)節(jié)功能的食品研發(fā)提供理論支撐。

1 “藍(lán)色食物”來(lái)源多糖簡(jiǎn)介

1.1 “藍(lán)色食物”來(lái)源多糖的分類

依據(jù)來(lái)源劃分，海洋多糖可以分為海洋植物多糖、海洋動(dòng)物多糖和海洋微生物多糖3 類[9]；海洋植物多糖中海藻多糖含量豐富，是海洋多糖藥物開(kāi)發(fā)的重要資源[10]；海洋動(dòng)物多糖包括甲殼動(dòng)物中殼聚糖、軟骨魚(yú)骨中硫酸軟骨素、文蛤中糖胺聚糖等[11]。依據(jù)糖類及其結(jié)合的其他生物大分子，海洋多糖可分為脂多糖、純多糖、肽聚糖及糖蛋白等，常見(jiàn)的純多糖有葡聚糖、氨基葡聚糖；依據(jù)主鏈結(jié)構(gòu)可分為直鏈多糖和支鏈多糖，支鏈多糖大多具有包括免疫調(diào)節(jié)活性在內(nèi)的多種生物功能。

1.2 “藍(lán)色食物”來(lái)源多糖的制備方式

“藍(lán)色食物”來(lái)源多糖的制備方式主要包括水提法、酸堿處理法、超聲波提取法、微波提取法及酶解法等[12-14]，也包括混合提取法，如龔鈺?shū)P[15]采用水提法結(jié)合紫外線和過(guò)氧化氫處理提取龍須菜多糖；張娉等[16]對(duì)堿水法提取江蘺中活性多糖進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化，得到提取江蘺多糖的較優(yōu)工藝；劉瑀等[17]以青島蝦夷扇貝為原料，利用水提、酶提醇沉法結(jié)合超聲波輔助提取制備扇貝柱多糖。在“藍(lán)色食物”來(lái)源多糖的制備過(guò)程中，為得到純度較高的多糖往往需要進(jìn)一步純化，根據(jù)多糖性質(zhì)的不同，常用的分離純化方法主要有柱色譜法、季銨鹽沉淀法、分步沉淀法和膜分離法等。例如，Jiang Zedong等[18]采用凝膠過(guò)濾柱層析法純化提取的紅海藻多糖，得到均一的多糖；楊大俏等[19]利用酶解法結(jié)合分級(jí)膜分離和DEAE-52陰離子交換層析法從近江牡蠣中分離純化得到多糖。

1.3 “藍(lán)色食物”來(lái)源多糖的應(yīng)用

海洋多糖的抗菌性、抗腐蝕性、抑制蛋白質(zhì)變性、抑制淀粉老化、抑制脂肪酸化、保濕和脫水性顯示出其在食品工業(yè)中的巨大應(yīng)用潛質(zhì)。與化學(xué)添加劑相比，海洋多糖更為安全、健康，可作為增稠劑、凝膠劑和保鮮劑[20-21]。海洋多糖在生物醫(yī)學(xué)材料領(lǐng)域也具有廣泛應(yīng)用，如藥物遞送、組織工程、傷口敷料和傳感器等[22-23]。海洋植物多糖中海藻酸鈉能夠吸收傷口分泌物[24]，促進(jìn)表皮的再生[25]；從海洋動(dòng)物多糖中提取的甲殼素可以作為一種較為安全、無(wú)刺激的皮膚調(diào)理劑[26]。從鯊魚(yú)皮和鯨魚(yú)軟骨中提取的透明質(zhì)酸具有高黏彈性和低剪切力，可以與蛋白形成凝膠，用于保水、潤(rùn)滑、緩沖、調(diào)節(jié)滲透壓、維持組織形態(tài)等[27]。

綜上，海洋中的多糖類物質(zhì)來(lái)源廣泛、種類豐富、應(yīng)用前景廣闊。在很多生物活性研發(fā)和基礎(chǔ)應(yīng)用研究中，多糖類物質(zhì)已展現(xiàn)出眾多生物功能，對(duì)個(gè)體健康、組織損傷修復(fù)均具有較好的應(yīng)用潛力。隨著研究的深入，發(fā)現(xiàn)多糖類物質(zhì)對(duì)免疫系統(tǒng)的良好調(diào)節(jié)作用是其發(fā)揮生物活性和維持機(jī)體健康和穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵因素。由于機(jī)體免疫細(xì)胞亞群豐富多樣，在不同的器官、疾病、應(yīng)激刺激下所發(fā)揮的作用不盡相同，而多糖類物質(zhì)如何在復(fù)雜的外界和內(nèi)部因素干預(yù)下調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)是當(dāng)前研究的重要科學(xué)問(wèn)題。厘清和綜述“藍(lán)色食物”來(lái)源多糖對(duì)天然免疫細(xì)胞、適應(yīng)性免疫細(xì)胞、微生物/菌群誘導(dǎo)的免疫反應(yīng)以及其他不同免疫應(yīng)答中的具體作用及機(jī)制，對(duì)于多糖類物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和應(yīng)用具有重要意義。

2 “藍(lán)色食物”來(lái)源多糖對(duì)天然免疫細(xì)胞的調(diào)節(jié)作用

天然免疫系統(tǒng)是免疫系統(tǒng)的第一道防線，充當(dāng)?shù)钟鈦?lái)入侵者的初始屏障，并在攻擊即將到來(lái)時(shí)向適應(yīng)性免疫系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)[28]。天然免疫細(xì)胞在天然免疫系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用，能夠直接識(shí)別和殺傷一些外源抗原或病原體，或者觸發(fā)強(qiáng)烈的適應(yīng)性免疫反應(yīng)，通過(guò)天然免疫和/或誘發(fā)的適應(yīng)性免疫兩種機(jī)制共同抵抗體內(nèi)的一些炎癥或者腫瘤的形成[29-30]。本文基于巨噬細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞（dendritic cells，DCs）、自然殺傷細(xì)胞（natural killer cells，NK）等不同天然免疫細(xì)胞，闡釋“藍(lán)色食物”來(lái)源多糖的天然免疫系統(tǒng)調(diào)節(jié)活性。

2.1 “藍(lán)色食物”來(lái)源多糖對(duì)巨噬細(xì)胞的影響

巨噬細(xì)胞是一種重要的天然免疫細(xì)胞，與機(jī)體內(nèi)其他天然免疫細(xì)胞一同構(gòu)建成免疫反應(yīng)中的第一道防線，承擔(dān)免疫監(jiān)視、免疫防御、免疫調(diào)節(jié)及抗原呈遞等多種生理功能[31]。巨噬細(xì)胞可以直接吞噬病毒感染的細(xì)胞或自發(fā)癌變的腫瘤細(xì)胞，并分泌細(xì)胞因子、趨化因子等募集其他免疫細(xì)胞，直接或間接作用于組織細(xì)胞和炎癥反應(yīng)[32-33]。因此，靶向調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞能夠很好地干預(yù)免疫反應(yīng)的發(fā)生與發(fā)展。

目前“藍(lán)色食物”來(lái)源多糖調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞的功能已有大量研究。例如，Chen Xiaolin等[34]從三角藻中提取一種硫酸酯多糖，發(fā)現(xiàn)該多糖可以通過(guò)提高巨噬細(xì)胞活力、上調(diào)部分細(xì)胞因子的表達(dá)從而增強(qiáng)其免疫調(diào)節(jié)活性。Cui Yinxin等[35]也證實(shí)了盤(pán)菜藻中的多糖可以增強(qiáng)巨噬細(xì)胞活力、促進(jìn)巨噬細(xì)胞的增殖能力，使其具有免疫應(yīng)答能力。Cao Rongan等[36]從褐藻Ecklonia cava中分離得到的巖藻多糖硫酸酯以及Bahramzadeh等[37]從囊藻中提取的硫酸多糖均可通過(guò)激活核因子κ B（nuclear factor kappa B，NF-κB）和絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）通路，刺激RAW264.7細(xì)胞釋放一氧化氮和炎癥因子腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor，TNF）-α、白細(xì)胞介素（interleukin，IL）-1β、IL-6和IL-10，從而促進(jìn)其免疫增強(qiáng)能力。

海洋動(dòng)物中海參對(duì)機(jī)體有一定的免疫調(diào)節(jié)作用[38]，Yang Dongda等[39]從海參內(nèi)臟中分離得到一種新多糖，可以通過(guò)激活Toll樣受體4介導(dǎo)的MAPK和NF-κB信號(hào)通路，增強(qiáng)RAW264.7細(xì)胞的吞噬活性。此外，張磊[40]發(fā)現(xiàn)源自合浦珠母貝的糖胺聚糖能夠增強(qiáng)巨噬細(xì)胞對(duì)中性紅及異硫氰酸熒光素標(biāo)記大腸桿菌的吞噬能力。同時(shí)，有研究發(fā)現(xiàn)近江牡蠣多糖也可以提高巨噬細(xì)胞的中性紅吞噬能力[41]，從而對(duì)機(jī)體發(fā)揮一定的免疫調(diào)節(jié)作用。

2.2 “藍(lán)色食物”來(lái)源多糖對(duì)DCs的影響

DCs是目前已知的抗原遞呈能力最強(qiáng)的天然免疫細(xì)胞，在天然免疫和適應(yīng)性免疫之間發(fā)揮不可或缺的連接作用[42]。DCs可由促炎細(xì)胞因子和細(xì)菌產(chǎn)物等多種刺激促進(jìn)其成熟，增強(qiáng)主要組織相容性復(fù)合體（major histocom patibility complex，MHC）和輔助分子如CD86、CD80、CD40的表達(dá)，進(jìn)而產(chǎn)生細(xì)胞因子和趨化因子。DCs功能受損會(huì)嚴(yán)重?fù)p害宿主正常免疫防御過(guò)程，是多種免疫失調(diào)疾病的主要發(fā)病機(jī)制之一，抑制DCs激活可以治療慢性炎癥和自身免疫性疾病[43]。

目前，“藍(lán)色食物”來(lái)源多糖對(duì)DCs發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用的研究較為廣泛，Zhang Wei等[44]通過(guò)體外和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了泡葉藻硫酸多糖可以誘導(dǎo)骨髓來(lái)源樹(shù)突狀細(xì)胞（bone marrow dendritic cells，BMDC）中的共刺激分子上調(diào)和促炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生，進(jìn)而促進(jìn)DCs成熟。也有研究發(fā)現(xiàn)，刺松藻多糖可直接誘導(dǎo)人外周血DCs的BDCA1+和BDCA3+亞群的活化，上調(diào)MHC-I類和II類的功能，并誘導(dǎo)促炎因子的產(chǎn)生，從而增強(qiáng)DCs的免疫活性[45]。Jeong等[46]研究發(fā)現(xiàn)巖藻多糖能夠刺激DCs發(fā)揮免疫功能，提高化療藥劑處理后DCs的表面標(biāo)志物表達(dá)和異源增殖能力。

2.3 “藍(lán)色食物”來(lái)源多糖對(duì)NK細(xì)胞的影響

NK細(xì)胞能夠介導(dǎo)天然免疫應(yīng)答，是天然免疫系統(tǒng)的關(guān)鍵細(xì)胞[47]。NK細(xì)胞可以通過(guò)靶細(xì)胞識(shí)別激活，并通過(guò)激活和抑制受體的信號(hào)整合，直接殺滅腫瘤細(xì)胞和感染病原體的細(xì)胞[48]。此外，NK細(xì)胞能夠直接通過(guò)Toll樣受體刺激或間接通過(guò)細(xì)胞因子介導(dǎo)激活其他免疫細(xì)胞，發(fā)揮控制感染和免疫監(jiān)測(cè)作用，參與一些自身免疫疾病的發(fā)生[49]。

當(dāng)前海洋植物來(lái)源的糖類物質(zhì)調(diào)控NK細(xì)胞的相關(guān)報(bào)道較多。Park等[50]利用刺松藻多糖處理NK細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)NK細(xì)胞表面CD69表達(dá)上調(diào)并產(chǎn)生一些細(xì)胞毒性物質(zhì)，表明刺松藻多糖可以有效激活NK細(xì)胞。Ale等[51]從馬尾藻中提取多糖，通過(guò)靶細(xì)胞釋放相關(guān)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了該多糖可以增強(qiáng)NK細(xì)胞的殺傷活性。Zhang Wei等[52]對(duì)具有免疫調(diào)節(jié)活性的褐藻多糖進(jìn)行系統(tǒng)研究，分析5 種不同褐藻多糖對(duì)小鼠NK細(xì)胞活性的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)一種褐藻多糖能顯著增加小鼠脾臟中NK細(xì)胞數(shù)量，誘導(dǎo)NK細(xì)胞活化，促進(jìn)細(xì)胞毒性介質(zhì)表達(dá)；此外，還發(fā)現(xiàn)活化的NK細(xì)胞分泌干擾素γ（interferon γ，IFN-γ）可以激活巨噬細(xì)胞和T細(xì)胞等免疫細(xì)胞。Tabarsa等[53]也對(duì)褐藻多糖對(duì)NK細(xì)胞的調(diào)控作用進(jìn)行探討，發(fā)現(xiàn)當(dāng)此多糖作用于NK細(xì)胞24 h后，NK細(xì)胞中p-NF-κB、磷酸化細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶、磷酸化c-Jun氨基末端激酶和p-p38蛋白水平升高，從而激活NF-κB和MAPK信號(hào)通路，導(dǎo)致IFN-γ和穿孔素顯著分泌，發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)的作用。Wang Han等[54]從海參中提取糖胺聚糖，發(fā)現(xiàn)其能夠提高環(huán)磷酰胺誘導(dǎo)免疫抑制小鼠NK細(xì)胞的細(xì)胞毒性和標(biāo)記酶活性，證明該多糖對(duì)機(jī)體的先天免疫有一定程度的恢復(fù)作用。

天然免疫細(xì)胞是機(jī)體對(duì)抗外源物質(zhì)或病原體的第一道防線，多種“藍(lán)色食物”中的糖類物質(zhì)能夠發(fā)揮良好的調(diào)控天然免疫細(xì)胞的作用，其調(diào)控機(jī)理如表1所示。針對(duì)不同細(xì)胞的不同作用機(jī)理進(jìn)行研究，可為“藍(lán)色食物”來(lái)源多糖的應(yīng)用研發(fā)提供理論基礎(chǔ)。

3 “藍(lán)色食物”來(lái)源多糖對(duì)適應(yīng)性免疫細(xì)胞的調(diào)節(jié)作用

適應(yīng)性免疫系統(tǒng)主要包括細(xì)胞免疫和體液免疫，是免疫系統(tǒng)的第三道防線，在機(jī)體中主要發(fā)揮特異性殺傷作用。在細(xì)胞免疫中，T細(xì)胞在不同免疫應(yīng)激狀態(tài)下可以分化為不同的細(xì)胞亞群[55-56]：輔助性T細(xì)胞、殺傷性T細(xì)胞及調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（regulatory T lymphocyte，Treg）。不同細(xì)胞亞群分泌細(xì)胞因子會(huì)導(dǎo)致相關(guān)免疫疾病或者免疫逃逸性疾病（如腫瘤、過(guò)敏、炎癥、病毒感染等）的發(fā)生。許多研究發(fā)現(xiàn)“藍(lán)色食物”來(lái)源的多糖對(duì)適應(yīng)性免疫細(xì)胞具有一定的調(diào)節(jié)作用，可以抑制相關(guān)疾病的發(fā)生。

3.1 “藍(lán)色食物”來(lái)源多糖對(duì)輔助性T細(xì)胞的影響

在促炎反應(yīng)中輔助性T細(xì)胞中Th1和Th2占有主要地位，兩者功能不同并分泌不同的細(xì)胞因子；Th1細(xì)胞分泌IL-2、IL-12、IFN-γ、TNF-α等，參與細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)；Th2細(xì)胞分泌IL-4、IL-5、IL-6、IL-10等，促進(jìn)體液或過(guò)敏反應(yīng)[57-58]。

目前有關(guān)“藍(lán)色食物”來(lái)源多糖對(duì)輔助性T細(xì)胞的免疫調(diào)節(jié)作用已有大量研究。Maruyama等[59]對(duì)BALB/c小鼠腹腔注射裙帶菜提取多糖，結(jié)果表明裙帶菜多糖能夠激活小鼠脾臟中Th1細(xì)胞因子IFN-γ和IL-12的免疫反應(yīng)，抑制Th2細(xì)胞因子水平，并降低IgE水平。本課題組對(duì)于海藻多糖的研究較為深入，證實(shí)了“藍(lán)色食物”中的海藻多糖對(duì)輔助性T細(xì)胞有免疫調(diào)節(jié)作用；Shi Chaolan等[60]研究發(fā)現(xiàn)壇紫菜硫酸多糖降低能夠致敏原原肌球蛋白誘導(dǎo)的脾淋巴細(xì)胞中Th2細(xì)胞因子IL-4、IL-5和IL-13的mRNA表達(dá)，上調(diào)Th1相關(guān)細(xì)胞因子IFN-γ的mRNA表達(dá)。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化，采用高壓降解方法制備降解的壇紫菜硫酸多糖[61]，利用酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定法檢測(cè)Th2細(xì)胞因子IL-4、IL-13以及Th1細(xì)胞因子IFN-γ的蛋白水平，結(jié)果表明降解的壇紫菜硫酸多糖對(duì)Th1和Th2細(xì)胞的調(diào)控作用較未降解增強(qiáng)。

3.2 “藍(lán)色食物”來(lái)源多糖對(duì)細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞的影響

細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞（cytotoxic T lymphocytes，CTLs）對(duì)清除病毒或細(xì)菌等外來(lái)物質(zhì)至關(guān)重要，并且在現(xiàn)代個(gè)性化癌癥免疫治療中也發(fā)揮關(guān)鍵作用[62]，研究發(fā)現(xiàn)CTLs主要通過(guò)兩種常見(jiàn)的殺傷途徑執(zhí)行其效應(yīng)器功能：裂解顆粒和Fas/Fas配體途徑[63]。CTLs與NK細(xì)胞構(gòu)成機(jī)體抗病毒、抗腫瘤免疫的重要防線。

目前的研究表明CTLs在免疫監(jiān)測(cè)和抗腫瘤免疫中發(fā)揮直接或間接的作用。Zhou Ji等[64]利用一種新型海藻硫酸寡糖MS80注射治療腫瘤小鼠，發(fā)現(xiàn)該糖可以顯著增加CD8+T細(xì)胞浸潤(rùn)，抑制攜帶4T1小鼠原發(fā)性腫瘤，發(fā)揮良好的抗腫瘤作用。Hou Chunyu等[65]研究裙帶菜提取多糖對(duì)環(huán)磷酰胺誘導(dǎo)的C57BL/6免疫抑制模型小鼠的影響，發(fā)現(xiàn)小鼠脾臟CD8+T細(xì)胞比例顯著增加，判定裙帶菜多糖可以作為一種很有前景的海洋天然免疫刺激劑。此外，Luo Min等[66]研究發(fā)現(xiàn)瘤內(nèi)注射λ-角叉菜膠可以抑制小鼠腫瘤生長(zhǎng)，其主要通過(guò)增加腫瘤浸潤(rùn)C(jī)D8+T淋巴細(xì)胞的數(shù)量，增強(qiáng)腫瘤免疫應(yīng)答。

3.3 “藍(lán)色食物”來(lái)源多糖對(duì)Treg的影響

Treg能夠識(shí)別靶細(xì)胞MHC分子所提呈的T細(xì)胞受體-抗原肽，并發(fā)揮一定免疫抑制作用[67]，具有免疫抑制功能，能夠強(qiáng)有力地抑制效應(yīng)性T淋巴細(xì)胞的活化、增殖及分泌的功能[68]。有研究報(bào)道腫瘤患者外周血中Treg明顯增多，通過(guò)分泌IL-10和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子（transforming growth factor，TGF）β抑制DCs和效應(yīng)性T細(xì)胞功能，進(jìn)而抑制機(jī)體抗腫瘤免疫應(yīng)答作用的發(fā)揮[69]。此外，針對(duì)過(guò)敏反應(yīng)和一些自身免疫性疾病，Treg的增強(qiáng)則能發(fā)揮良好的抑制疾病發(fā)生發(fā)展的作用。因此，Treg成為許多免疫疾病治療的靶點(diǎn)。

Xu Shasha等[70]采用RBL-2H3細(xì)胞和BALB/c小鼠模型研究麒麟菜硫酸寡糖的抗食物過(guò)敏活性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)麒麟菜硫酸寡糖對(duì)Treg的上調(diào)率為22.2%～97.1%，并通過(guò)釋放IL-10、減少嗜堿性粒細(xì)胞脫顆粒從而減輕小鼠過(guò)敏反應(yīng)。此外，Liu Qingmei等[71]發(fā)現(xiàn)龍須菜硫酸寡糖能促進(jìn)Treg分化和相關(guān)細(xì)胞因子分泌，顯著抑制效應(yīng)CD4+T細(xì)胞增殖。Han Jing等[72]從壇紫菜和龍須菜中提取紅藻硫酸多糖，將其用于制備泡騰片，發(fā)現(xiàn)含有紅藻多糖的泡騰片能夠提高小鼠血清IL-10、TGF-β的水平，并上調(diào)脾臟CD4+Foxp3+Treg的數(shù)量，從而減輕卵白蛋白誘導(dǎo)的過(guò)敏反應(yīng)。

適應(yīng)性免疫細(xì)胞存在于人體出生以后逐漸建立的后天防御系統(tǒng)中，只針對(duì)某一特定病原體或異物發(fā)揮作用。多種“藍(lán)色食物”來(lái)源多糖能夠通過(guò)調(diào)控適應(yīng)性免疫細(xì)胞進(jìn)而發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用，其調(diào)節(jié)機(jī)理如表2所示。

表2 “藍(lán)色食物”來(lái)源多糖對(duì)適應(yīng)性免疫細(xì)胞的調(diào)節(jié)作用Table 2 Regulation of adaptive immune cells by polysaccharides derived from blue foods

4 “藍(lán)色食物”來(lái)源多糖在免疫穩(wěn)態(tài)及免疫類相關(guān)疾病中的應(yīng)用

多糖由于結(jié)構(gòu)及類別的不同，其性質(zhì)也會(huì)存在一定差異[73-74]，有研究表明部分“藍(lán)色食物”來(lái)源多糖具有增強(qiáng)機(jī)體炎癥反應(yīng)（“促炎”）和抑制機(jī)體炎癥發(fā)生（“抑炎”）的雙重作用[75]。不同方向的免疫調(diào)節(jié)作用意味著“藍(lán)色食物”來(lái)源多糖具有較為廣泛的應(yīng)用前景，此外，由于口服吸收利用，多糖對(duì)體內(nèi)腸道微生物也有一定影響，進(jìn)而會(huì)影響機(jī)體穩(wěn)態(tài)。因此，多糖的不同作用方式驅(qū)使研究者不斷深入研究不同多糖在免疫反應(yīng)中具體的調(diào)節(jié)作用。

4.1 促炎“藍(lán)色食物”來(lái)源多糖在抗腫瘤和免疫佐劑中的作用

研究發(fā)現(xiàn)“藍(lán)色食物”來(lái)源多糖可以促進(jìn)巨噬細(xì)胞活化、DCs抗原遞呈等天然免疫細(xì)胞的作用，從而對(duì)機(jī)體發(fā)揮一定免疫調(diào)節(jié)作用[76]，并通過(guò)促使腫瘤細(xì)胞凋亡及抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)周期，從而達(dá)到抗腫瘤目的。研究還發(fā)現(xiàn)“藍(lán)色食物”來(lái)源多糖可以促進(jìn)DCs成熟，可作為佐劑應(yīng)用于疾病治療中，在抗腫瘤輔助藥物研發(fā)中具有極大的潛力[77]。

Zhang Nanyang等[78]研究發(fā)現(xiàn)，褐藻多糖介導(dǎo)與細(xì)胞生長(zhǎng)、凋亡、遷移和侵襲相關(guān)關(guān)鍵蛋白的表達(dá)，從而發(fā)揮抗腫瘤的作用，同樣Yang Guang等[79]也發(fā)現(xiàn)，褐藻多糖能夠誘導(dǎo)淋巴瘤細(xì)胞發(fā)生G0/G1期阻滯，表明褐藻多糖有望在臨床試驗(yàn)中作為抗癌劑和補(bǔ)充劑使用。此外，Liu Qingmei等[80]研究發(fā)現(xiàn)紫菜硫酸多糖能夠促進(jìn)小鼠淋巴細(xì)胞的增殖，促進(jìn)DCs和Treg的生成，具有一定的免疫調(diào)節(jié)作用，被認(rèn)為是很有前景的免疫佐劑。從褐藻中提取的硫酸多糖可以對(duì)DCs起到免疫刺激的作用，增強(qiáng)免疫相關(guān)蛋白的表達(dá)，產(chǎn)生增強(qiáng)疫苗抗原的免疫原性[81]。目前，多數(shù)研究采用多糖與腫瘤細(xì)胞體外共培養(yǎng)的方式驗(yàn)證多糖的腫瘤生長(zhǎng)抑制能力，如高緣等[82]通過(guò)體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，扇貝多糖能夠抑制肝癌細(xì)胞以及宮頸癌細(xì)胞的生長(zhǎng)從而達(dá)到抗腫瘤作用。多糖也可以通過(guò)增強(qiáng)機(jī)體免疫功能，從而抑制腫瘤的生長(zhǎng)，如王軍玲[83]研究發(fā)現(xiàn)鮑魚(yú)內(nèi)臟和肌肉多糖可以通過(guò)免疫增強(qiáng)作用制腫瘤細(xì)胞增殖和存活。

4.2 抑炎“藍(lán)色食物”來(lái)源多糖在調(diào)節(jié)自身免疫疾病和炎癥中的作用

自身免疫疾病的發(fā)生主要由于自身免疫系統(tǒng)功能紊亂，對(duì)自身組織器官進(jìn)行攻擊所致[84]，往往出現(xiàn)多靶點(diǎn)的免疫激活，因此無(wú)法用單一藥物治療。在系統(tǒng)性紅斑狼瘡、過(guò)敏、腎炎和肺病等疾病中常伴隨慢性炎癥的發(fā)生[85-86]。“藍(lán)色食物”來(lái)源的抑炎活性多糖作為一種特殊食品原料，為調(diào)節(jié)自身免疫疾病和炎癥中提供了一種很好的防御策略。

Wu等[87]利用脂多糖誘導(dǎo)RAW264.7巨噬細(xì)胞模型研究紅藻、綠藻和褐藻3 種藻類多糖的活性，并對(duì)相關(guān)機(jī)制進(jìn)行探究，發(fā)現(xiàn)藻類多糖可以通過(guò)抑制MAPK和NF-κB信號(hào)通路，顯著下調(diào)誘導(dǎo)型一氧化氮合酶（inducible nitric oxide synthase，iNOS）的表達(dá)從而減少NO的產(chǎn)生，達(dá)到抑炎作用。同樣，Park等[88]研究發(fā)現(xiàn)，巖藻多糖能夠在轉(zhuǎn)錄組和翻譯水平下調(diào)脂多糖處理BV2小膠質(zhì)細(xì)胞中iNOS和COX-2的表達(dá)，從而達(dá)到神經(jīng)保護(hù)和抗炎的作用，巖藻多糖具有作為治療炎癥性疾病藥物的潛力。Tian Tian等[89]發(fā)現(xiàn)墨角藻中的巖藻聚糖能夠降低皮炎小鼠血清IgE和IL-4水平，減少脾臟CD4+T細(xì)胞浸潤(rùn)，改善腹部皮膚病變，減少炎性細(xì)胞浸潤(rùn)。

本課題組對(duì)海藻多糖的抑炎效果也做了大量研究。Liu Qingmei等[90]研究發(fā)現(xiàn)，龍須菜硫酸寡糖能夠抑制卵清蛋白免疫小鼠的T細(xì)胞產(chǎn)生IFN-γ，通過(guò)抑制T細(xì)胞活化在Th1免疫應(yīng)答中發(fā)揮抗炎功效。同樣地，紫菜硫低聚糖也可以通過(guò)調(diào)節(jié)輔助性T細(xì)胞減輕小鼠的過(guò)敏癥狀[60]。

“藍(lán)色食物”來(lái)源多糖對(duì)免疫細(xì)胞的調(diào)控作用可在其對(duì)疾病的控制中直觀體現(xiàn)，其調(diào)節(jié)機(jī)理如表3所示。通過(guò)對(duì)“藍(lán)色食物”來(lái)源多糖的挖掘和作用機(jī)制的解析能夠?yàn)槟[瘤、過(guò)敏、炎癥等疾病的防治提供新的研究方向。

表3 “藍(lán)色食物”來(lái)源多糖在免疫類相關(guān)疾病中的應(yīng)用Table 3 Applications of polysaccharides derived from blue foods in the treatment of immune-related diseases

4.3 “藍(lán)色食物”來(lái)源多糖對(duì)機(jī)體腸道微生態(tài)-免疫平衡的影響

目前研究已經(jīng)證實(shí)，腸道菌群在機(jī)體健康維持、營(yíng)養(yǎng)代謝和免疫穩(wěn)態(tài)等方面具有非常重要的作用[91]，調(diào)節(jié)腸道菌群對(duì)于神經(jīng)和代謝相關(guān)性疾病，以及腫瘤、腸炎等免疫性疾病的治療均十分有效，部分已經(jīng)進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段。研究顯示，機(jī)體攝入食物后，部分不易消化的纖維和多糖可以被腸道菌群利用，改變腸道菌群組成，以及在腸道中的空間分布[92]。大量研究證明“藍(lán)色食物”來(lái)源多糖可以通過(guò)調(diào)控腸道菌群的微生態(tài)平衡改善腸道健康問(wèn)題，對(duì)保證人體健康、預(yù)防疾病具有重要作用[93]。

黃詩(shī)銘[94]利用動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和高通量測(cè)序研究龍須菜多糖對(duì)小鼠腸道菌群的調(diào)節(jié)作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該多糖可以有效促進(jìn)腸道內(nèi)產(chǎn)短鏈脂肪酸細(xì)菌的生長(zhǎng)，增加糞便中水分含量和丙酸、丁酸和戊酸等短鏈脂肪酸含量，調(diào)控T細(xì)胞的免疫應(yīng)答，維持腸道免疫穩(wěn)態(tài)。Sun Xiaona等[95]發(fā)現(xiàn)江蘺多糖可以通過(guò)改善腸道菌群失調(diào)緩解肥胖。任貝貝[96]利用體外模擬腸道微生物酵解系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)鼠尾藻多糖能在大腸和結(jié)腸中被降解，通過(guò)調(diào)節(jié)腸道菌群代謝和主要微生物群落豐度，發(fā)揮降血糖作用。此外，海洋動(dòng)物多糖對(duì)機(jī)體腸道菌群的影響也有報(bào)道。研究證實(shí)海參多糖對(duì)抗生素致實(shí)驗(yàn)小鼠腸道菌群紊亂有一定的恢復(fù)作用[97]。左濤[98]發(fā)現(xiàn)魷魚(yú)墨多糖的攝入可以改善腸道細(xì)菌，降低細(xì)菌總量，并通過(guò)提高有益菌和抑制有害菌調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)平衡。

人類健康始終伴隨著免疫反應(yīng)，免疫應(yīng)答過(guò)強(qiáng)或弱化均會(huì)誘發(fā)多種疾病，如感染性疾病、自身免疫性疾病、菌群失調(diào)、腫瘤等。隨著多糖類物質(zhì)的深入研究，已發(fā)現(xiàn)不同種類、甚至同一種類的多糖物質(zhì)在不同外界或內(nèi)在因素下對(duì)免疫反應(yīng)的調(diào)節(jié)也不盡相同。通過(guò)以上歸納總結(jié)可以看出，多糖類物質(zhì)調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)需經(jīng)過(guò)充分論證并精準(zhǔn)應(yīng)用，盲目使用極有可能加速免疫相關(guān)疾病的發(fā)生。將多糖類物質(zhì)作為輔助性用藥，可能在某些疾病中增強(qiáng)“一線”藥物作用，達(dá)到“1+1＞2”的效果，同時(shí)促炎類多糖也具有作為免疫佐劑的潛力，在疫苗研發(fā)中具有積極作用，此外，由于多糖類物質(zhì)在調(diào)節(jié)腸道菌群中的強(qiáng)大作用，還可為某些慢性和難治性腸炎的治療提供新的醫(yī)學(xué)思路。

圖1總結(jié)了“藍(lán)色食物”來(lái)源多糖在調(diào)控巨噬細(xì)胞、DCs、NK細(xì)胞等天然免疫細(xì)胞及輔助性T細(xì)胞、CTLs、Treg等適應(yīng)性免疫細(xì)胞分化和功能中的作用機(jī)制。

圖1 “藍(lán)色食物”來(lái)源多糖的免疫調(diào)節(jié)活性Fig.1 Overview of immunoregulatory activity of polysaccharides from blue foods

5 結(jié)語(yǔ)

海洋中的多糖是豐富的活性物質(zhì)資源，具有開(kāi)發(fā)利用潛力。目前“藍(lán)色食物”來(lái)源多糖的生物功能已得到許多實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，其具有免疫抑制活性、調(diào)節(jié)免疫穩(wěn)態(tài)等功能，能夠調(diào)控巨噬細(xì)胞、DCs、NK細(xì)胞等天然免疫細(xì)胞及輔助性T細(xì)胞、CTLs、Treg等適應(yīng)性免疫細(xì)胞的分化和功能，然而還缺乏關(guān)于機(jī)理的深入研究，限制了其作為功能食品及在醫(yī)藥領(lǐng)域中的應(yīng)用。主要原因在于：1）大多數(shù)報(bào)道僅限于研究“藍(lán)色食物”來(lái)源多糖對(duì)免疫細(xì)胞亞群的影響，如何調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞的激活和分化以及具體機(jī)制的研究還不夠深入；2）雖然對(duì)“藍(lán)色食物”中多糖在免疫調(diào)節(jié)方面的積極作用已有了解，但它們?cè)诿庖叻€(wěn)態(tài)和其他器官穩(wěn)態(tài)中的細(xì)胞毒性作用仍不清楚；3）許多多糖類物質(zhì)調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)的研究主要依賴于免疫學(xué)相關(guān)細(xì)胞系，但無(wú)限傳代的細(xì)胞系雖能保持部分免疫學(xué)特征，但更多地呈現(xiàn)出癌細(xì)胞特性，故利用其評(píng)估“藍(lán)色食物”來(lái)源多糖的免疫調(diào)節(jié)作用具有明確的局限性。因此，今后的研究應(yīng)更加關(guān)注“藍(lán)色食物”來(lái)源多糖針對(duì)靶向免疫細(xì)胞的作用，及其調(diào)控腸道微生態(tài)和免疫細(xì)胞的互作關(guān)系，以此豐富和完善海洋多糖對(duì)免疫系統(tǒng)的調(diào)控作用知識(shí)體系，從而針對(duì)目前臨床難以解決的腫瘤、自身免疫性疾病等，開(kāi)發(fā)基于“藍(lán)色食物”來(lái)源多糖的功能性食品或特殊醫(yī)學(xué)用途食品，以及在飲食中直接攝入調(diào)控機(jī)體免疫系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)組分，從而推動(dòng)“藍(lán)色食物”的高值化利用。