大别山常见药材中多糖成分的药理活性研究进展*

侯婷婷，杨 迎，陆海波，陈艳君，李 芳，韩邦兴，高雷雷，刘 东

(1 安徽中医药大学药学院，安徽 合肥 230012；2 安徽省中药资源保护与持续利用工程实验室，安徽 六安 237012；3 皖西学院生物与制药工程学院，安徽 六安 237012)

大别山地理位置独特，地跨安徽、湖北、河南三省份，属于亚热带和暖温带过渡区。该地区日照温和、温度升降平缓，山地年降水量多于周围平原和丘陵地带，并随海拔升高而增加，因此大别山地区气候温润适宜，孕育出丰富的中药材资源，其中以霍山石斛、灵芝、天麻、茯苓及黄精等较为常见。基于适宜生长条件获得的优良中药材成分丰富，富含多糖、黄酮、生物碱、萜类、蛋白质等成分，且药理作用广泛，其中多糖是有效维持和保证生物体生命活动的基本物质，也是发挥药理作用的重要成分。

多糖是细胞代谢产生的一种天然物质，主要由10个以上单糖通过糖苷键键合而成[2]。根据单糖种类、排列顺序、有无支链等可以产生很多不同的结构，对应发挥的药理活性及作用机制也不尽相同，其主要有免疫调节、抗肿瘤、抗氧化、降血糖、对免疫性肝损伤的保护以及抗菌等药理作用[3]。部分多糖制成药品，现已上市，如由灵芝孢子粉经特定工艺制成的灵孢多糖注射液，茯苓多糖口服液等。本文基于已有研究成果系统阐述大别山常见中药材中多糖成分的药理活性及部分相关作用机制，以期为大别中药多糖活性成分的进一步研究开发提供新的思考。

1 研究概述

天然中药多糖是从中药中提取出的一类生物大分子，由单糖以α-或者β-糖苷键组成的一类化合物，单糖的种类相同或不同，参与某些部分的生物合成反应、影响细胞增殖、抗病毒和细菌感染、抑制肿瘤细胞的转移、调节肠道菌群等。不同中药的多糖成分提取和纯化方式不尽相同，主要以水提法、酶提法及超声波法等提取，色谱柱、柱层析等方法纯化，生物活性也有一定的差别。在此将重点概述霍山石斛、天麻、灵芝、茯苓及黄精等大别山区常见中药材的多糖研究现状，总结如表1所示。

表1 霍山石斛、天麻、灵芝、茯苓和黄精多糖的概述

2 多糖的生物活性及其作用机制

2.1 抗氧化

中药多糖发挥抗氧化作用主要有清除自由基和调控抗氧化酶或氧化酶活性两方面：(1)直接或间接的清除自由基，(2)提高抗氧化酶活性或降低氧化酶活性：多糖可以通过刺激丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)/Nrf2信号通路，促进细胞对Ⅱ相解毒酶的分泌，可以促进抗氧化酶的分泌以及酶活，还可以降低机体或细胞内自由基水平，增强其氧化应激反应的抗性[17]。

2.2 抗肿瘤

恶性肿瘤作为严重危害人类生命安全的疾病之一，临床上主要以手术、化疗、放疗等综合治疗手段为主。然而，患者免疫功能低下，并且放疗和化疗对机体正常细胞也会造成不同程度的损伤，使得恶性肿瘤的临床治疗效果并不理想。中药多糖的抗肿瘤活性已得到广泛认可，其能对多种肿瘤细胞产生一定的抑制作用，而对正常细胞几乎没有毒副作用，现已成为潜在的抗肿瘤药物资源被开发。张丹丹等[24]显微观察发现体外培养的人胃癌细胞(Human Gastric Cancer Cells，SGC-7901)的生长能被霍山石斛多糖抑制，主要因为多糖改变了肿瘤细胞的形态，使得细胞核固缩甚至凋亡。戴珊珊等[25]研究表明天麻多糖能抑制人乳腺癌细胞(Human Breast Carcinoma Cells，MCF-7)的增殖，将细胞阻滞于G2/M期达到抑制肿瘤细胞生长，并且对该细胞有凋亡作用，主要作用于晚期凋亡。陈源红等研究发现灵芝多糖可抑制人肝癌细胞株(Human Hepatocarcinoma Cells，Hep G-2)的增殖，促进Hep G-2细胞调亡，体外研究表面其作用机制可能与该多糖下调机体血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)蛋白水平有关[26]。经研究，羧甲基化的茯苓多糖对人结肠癌细胞(Human Colorectal Carcinoma Cells，HT-29)、人肺癌细胞(Human lung cancer cell，A549)、SGC-7901、Hep G-2和MCF-7具有一定的抗性[27]。在研究黄精多糖对MFC(Mouse Forestomach Carcinoma)胃癌荷瘤小鼠抑瘤及免疫调节作用一文中，黄精多糖给药组(高、低两个剂量)小鼠脾脏TLR4(Recombinant Toll Like Receptor 4)、MyD88(Mutant Myeloid Differentiation Primary Response 88)、NF-κB(nuclear transcription factor-κB)mRNA表达明显降低，说明黄精多糖可能是通过阻滞TLR4/NF-κB信号通路激活来抑制荷瘤小鼠体内肿瘤细胞的生长[28]。

2.3 降血糖

由于人们饮食结构的不断变化，由于胰岛素分泌异常或胰岛抵抗引起的内分泌代谢疾病-糖尿病日益普遍[29]，其主要分为胰岛素依赖型的I型糖尿病和非胰岛素依赖型II型糖尿病两种类型[30]。研究表明多种中药多糖具有降血糖的生物活性，如霍山石斛多糖对II型糖尿病小鼠肝脏葡萄糖稳态和胰腺β细胞功能具有调节作用。灵芝多糖对II型糖尿病(Diabetes mellitus type 2，T2DM)大鼠血糖的降低和主动脉保护作用明显，作用机制可能是下调晚期糖基化终末产物(Advanced glycation end products，AGEs)及AGE受体(Receptor for advanced glycation end product，RAGE)的表达从而起到保护的作用。黄精多糖可降低链脲菌素(streptozocin，STZ)诱导的糖尿病小鼠血糖水平，对其作用机制研究，表明黄精多糖可能是通过抑制胰岛细胞凋亡，下调Caspase-3蛋白表达起到降血糖的功能[34]。

2.4 抑 菌

中药中多糖成分起到抗菌活性的方式多种多样，一是表现在自身具有抗菌活性，如利用薄层平板琼脂糖孔穴扩散法和MIC定性法研究天麻多糖对抗革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌及真菌的结果表明天麻多糖具有广谱抑菌活性，对这几个菌种均有明显的抑制效果[35]，对水溶性茯苓多糖的研究中用牛津杯法测定其对金黄葡萄球菌、大肠杆菌和枯草芽孢杆菌的抑制作用，结果该多糖对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的生长表现出较明显的抑制作用[36]。多糖抗菌的另一种方式是与药物联用，增强联用药的抗菌效果，如茯苓多糖与恩诺沙星联用评价其体内外的抗菌活性，结果表明体外茯苓多糖可以改善恩诺沙星清除细菌生物膜的能力，体内治疗小鼠腹腔感染时茯苓多糖可以增强恩诺沙星抑制金黄色葡萄球菌(SA)的活性[37]。由于天然多糖易得、毒性小，这种联用方式可减少毒副作用大的药物的用量、减轻治疗药物副作用带来的伤害，使得临床药物的使用更为安全有效。

2.5 免疫调节及抗炎作用

中药多糖免疫调节的作用机制复杂而多样，在免疫系统层面，中药多糖可通过调节细胞因子、免疫球蛋白等分子水平，提高机体免疫力；在免疫器官和细胞免疫层面，中药多糖能够促进机体B、T淋巴细胞的增殖，促进巨噬等细胞的活性[38]。首先，中药多糖在分子水平的免疫调节：①调节细胞因子在体内的表达，②调节某些蛋白质的分泌[39]。孙洲等[40]通过检测仔猪的血清免疫指标：总蛋白、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干扰素(IFN-γ)等，发现经茯苓多糖干预后的各项指标明显升高，证明了茯苓多糖具有调节免疫力的功能。

在免疫器官和细胞免疫层面：①增强体内淋巴细胞的增值能力；②激活体内自然杀伤细胞；③促进巨噬细胞的活性；④提高树突状细胞共刺激因子的表达等。在卡介苗加脂多糖致免疫性肝损伤小鼠观察研究中，用噻唑蓝渗入法测定T、B淋巴细胞的增殖反应，发现天麻多糖显著提高脾T、B淋巴细胞增殖能力，降低肝脏指数，其作用机制可能与天麻多糖调节了机体内的免疫功能，产生平衡细胞因子，减少了TNF-α、IL-1和NO产生等相关[41]。灵芝多糖可增强小鼠的免疫功能，表现在显著提升单核巨噬细胞的吞噬能力和自然杀伤细胞(NK)的细胞活性[42]。体外培养小鼠脾淋巴细胞及巨噬细胞，测定黄精粗多糖给药组，发现小鼠脾细胞中免疫因子IL-2、IL-6、IFN-γ等的含量明显增加，以及一氧化氮分泌量和iNOS mRNA水平有明显增高，说明黄精粗多糖能够提高体外小鼠脾细胞免疫活性[43]。茯苓多糖分离纯化后得到均一多糖PCP-I，也可增强抗原特异性体液免疫反应，其作用机制是促进树突状细胞(DC)成熟以及增强生发中心反应[44]。

综上所述，可以发现植物多糖的免疫调节作用是多环节、多靶点的对机体免疫功能进行调节来提高生物机体免疫力，并不仅仅遵循某种单一的模式。值得注意的是，中药多糖对免疫系统的调节机制，除了在器官免疫和细胞免疫层面还涉及各种免疫细胞上的不同受体，并且对细胞间的信使分子有一定的调节作用。

2.6 其 他

大别山常见中药多糖还具有其他一些生物活性，有抗糖基化、抗抑郁、脑保护作用、降压等。如石斛多糖经硫酸化修饰后，6-O-硫酸化修饰的产物对抗蛋白质非酶糖基化初产物有较为显著的抑制作用，表明了硫酸化修饰后的石斛多糖具有一定的抗糖基化性能[45]。硫酸修饰的茯苓多糖能通过调节α-氨基3-羟基5-甲基4-异恶唑丙酸(AMPA)受体GluR1(谷氨酸受体1)表达实现抗抑郁作用，且副作用小[46]。在脑保护作用方面，天麻多糖可通过增加一氧化氮合酶(endothelial nitric oxide synthase, e NOS)表达来促进一氧化氮 (nitric oxide, NO)释放；抑制机体乙酰胆碱酯酶(acetylcholin esterase, ACHE)活性，增加乙酰胆碱含量、增加5-羟色胺(5-hydroxytryptamin, 5-HT)和去甲肾上腺素(noradrenaline, NE)水平、增加γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid, GABA)水平以抑制Glu过高而产生的大脑毒性起到脑保护作用。天麻多糖还具有降压作用，其作用机制与其促进内源性舒血管物质的生成及抑制内源性缩血管物质的释放有关，促使二者拮抗效应达到平衡有关，这与卡托普利作用效果相似[49]。

3 结 语

大别山地区气候宜人，为植物生长提供了优良的环境，使得药材能有之后的“优形”“优质”“优效”[50]。因此，大别山常见中药霍山石斛、灵芝、天麻、茯苓及黄精等具有重要研究价值，其主要活性成分多糖更是研究的重点。中药多糖一般具有较好的水溶性。但是多糖分子量大小不一，结构复杂，要想弄清其起到有效作用的部位或片段相对较难，并且作为大分子的多糖难以像小分子一样直接进出细胞。对于中药多糖发挥其独特的药理作用的机制复杂而多样，一种多糖可以以不同的作用机制治疗相同病症亦可以以相似途径作用于不同病症。因此，深入研究植物多糖的生物活性及对不同病症的作用机制，为其在临床治疗中合理运用提供有力保障。此外，医药领域的发展正处于一场走向可持续发展的技术革命之中，其重点是创新、绿色、安全、可持续。在这种情况下，中药多糖因为是中药中存在的丰富大分子，为生物医药及化工材料提供了可再生的应用资源。因此，本文综述了大别山道地药材中多糖成分的生物活性及其作用机制为今后开发利用中药多糖提供了重要的参考资料。