食藥用真菌多糖生物活性的研究進展

梁 雪，倪秀珍，漢麗萍

(長春師范大學生命科學學院，吉林長春 130032)

食藥用真菌多糖一般是指從食藥用真菌的子實體、菌絲體、發酵液中分離出的，由10個以上單糖單元構成的高分子聚合體[1]。經研究發現，食藥用真菌多糖具有抗腫瘤、抗病毒、抗氧化、免疫調節、降血糖及降血脂等作用。目前，市場上有許多真菌多糖類藥品和保健品，如靈芝菌絲體膠囊、香菇多糖片、食用菌粉、靈孢多糖注射液等。真菌多糖為天然活性物質，最大的優點是來源廣泛、毒副作用極小，在醫藥學、食品科學和生物學等領域受到廣泛關注。本文以食藥用真菌多糖生物活性為主線，對近年來的研究進行綜述，并對其研究前景進行了展望，旨在為真菌多糖的研究與探索、開發與利用提供參考。

1 食藥用真菌多糖的生物活性

研究表明，大部分真菌多糖能激活免疫細胞，活化補體系統，激發細胞因子生成，多條途徑對生物免疫系統進行調節[2]。熊川等[3]用水提醇沉法提取靈芝子實體多糖，并對其免疫調節活性進行研究，結果發現，靈芝多糖能直接促進脾細胞的增殖，且能顯著增強刀豆蛋白A(ConA)誘導的T淋巴細胞和脂多糖(LPS)誘導的B淋巴細胞的增殖，此外，對于RAW264.7細胞的吞噬能力及細胞因子分泌具有一定的促進作用；邢會軍等[4]研究表明，靈芝多糖可以明顯抑制胃癌細胞株MKN45和AGS的生長，誘導AGS胃癌細胞的凋亡，有效抑制胃部腫瘤的生長；生物體在氧化代謝過程中會不停地產生各種活性氧自由基(ROS)。真菌多糖可以表現出清除自由基的作用，通過絡合產生活性氧自由基所必需的金屬離子，從而抑制ROS的產生，通過促進SOD從細胞表面釋放，并提高抗氧化酶活性，從而發揮抗氧化的作用。宿彥峰[5]研究表明，灌胃中高劑量的靈芝多糖能顯著提高肌肉中SOD、CAT、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-PX)活性，這表明靈芝多糖能上調機體組織抗氧化酶活性，清除過量自由基，降低脂質過氧化反應，對氧化損傷具有保護作用；Renata Nowak等[6]探討53種野生蘑菇中多糖對促進鼠李乳桿菌和鼠李乳桿菌生長的作用，并確定多糖組分的消化率。結果表明蘑菇多糖經胃不改變，到達結腸，能促進有益菌的生長。除上述生物活性外，食藥用真菌多糖還具有降血糖、降血脂、保肝護肝、抗病毒、抗輻射、抗潰瘍、促消化、促進蛋白質合成、修復損傷細胞等活性。

2 食藥用真菌多糖的構效關系

2.1 分子量大小

食藥用真菌多糖發揮生物學活性通常需要其分子量在一定范圍內，分子量過大和過小均不利于真菌多糖生物活性功能的表現。分子量過小，真菌多糖組成單一，無法形成產生活性的聚合結構。魏正勛[7]對銀耳子實體多糖進行抗腫瘤細胞實驗，其中分子量為5.6×105Da的TFP60—S純組分具有較好的抑制腫瘤細胞活性且對正常細胞無毒副作用，其它組分均未達到此活性效果。Lin Yulu等[8]發現，化學修飾后的茯苓菌絲體水溶性多糖只有在分子量在2.0×104～40.0×104Da范圍內，才具有較強的抗腫瘤活性。

2.2 糖苷鍵鍵型

實驗證明，在多糖骨架鏈上(1→3)連接的β-D-葡聚糖，往往具有抗腫瘤活性。胡婷[9]從虎乳靈芝菌核中得到堿溶性多糖(LRP),結構特征顯示，LRP是以(1→3)-β-D-Glcp為主鏈，支鏈由3個(1→6)-β-D-Glcp殘基構成次級主鏈。研究結果，LRP級分通過提高免疫器官指數、促進淋巴細胞增殖和刺激重要細胞因子TNF-α和INF-γ的分泌來提高環磷酰胺誘導的免疫低下小鼠的免疫力。Johmson[10]等測定塊菌多糖結構時發現，β-1，3-糖苷鍵鏈接的D-葡聚糖具有抑制腫瘤的活性，而α-1，3-D葡聚糖沒有抑瘤活性。并且，靈芝多糖、香菇多糖、裂褶菌多糖、灰樹花多糖均為這種連接方式的多糖。

2.3 糖鏈分支度

分支度(degree of branch，DB)是指平均每個單糖單位所具有的分支數目，亦稱取代度。分支度不同，其表現出的生物活性也不同，分支度是真菌多糖達到一定生物活性的關鍵。周禮元[11]從不同種金福菇子實體中篩選到一種新型的高抗氧化活性金福菇多糖TLH-G，并且對其理化性質和生物活性進行研究，甲基化GC-MS圖譜結果表明：TLH-G的分支度為0.21，屬于小分支的多糖，而TLH-3分支度為0.74，是一種高度分支的多糖。實驗結果表明：TLH-3比TLH-G抗氧化活性更強，故分支度影響金福菇多糖TLH-G和TLH-3抗氧化活性,分支度越高的金福菇多糖,抗氧化活性越強。表1是一些具有抗腫瘤活性的食藥用真菌多糖和它們的分支度[12]。可見，分支度在0.02～0.75范圍內的食藥用真菌多糖具有抗氧化活性。

表1 具有抗腫瘤活性的食藥用菌活性多糖及其分支度

2.4 空間結構與生物活性

多糖的生物活性不僅與其一級結構有關，且與糖鏈的高級構象密切相關。一般認為，具有規則空間構象的結構呈三股螺旋的多糖活性較高。三股螺旋構型是真菌多糖具有活性的空間結構。邱濤[13]對粒毛盤菌YM281胞外多糖單一組分構象進行研究表明，LEP-1b主鏈是由β-1,3-D-吡喃型葡萄糖殘基組成，支鏈由2個D-吡喃型葡萄糖殘基以β-1,3-鍵型組成，并以β-1,6-鍵連接在主鏈葡萄糖的6位碳上，且構像分析表明LEP-1b具有三股螺旋構象。研究表明LEP-1b對高血脂性脂肪肝模型小鼠有降脂利肝作用。具有生物活性的香菇多糖和長褶多糖為三股螺旋型的空間構象，但用二甲亞砜或尿素處理后，多糖失去活性，因為二甲亞砜或尿素改變了其空間結構[14]。

3 化學修飾

多糖的生物活性與其結構有直接關系，對其結構進行化學修飾，得到的修飾后的多糖有可能具有較修飾前更高的活性或產生新的活性。真菌多糖的化學修飾方法有：硫酸化、磷酸化、羧甲基化、乙酰化等。

3.1 多糖硫酸化修飾

將溶于一定溶劑系統中的多糖與相應的硫酸化試劑在一定的條件下反應，使得多糖殘基上的某些羥基接上硫酸基團[15]。張秋平[16]對樺褐孔菌進行液體深層發酵培養的方法獲取樺褐孔菌胞內多糖(IDS)、胞外多糖(EDS)，并對其進行硫酸化修飾，這些多糖經硫酸化修飾后，抗氧化活性大大增強。阮世良[17]將3個硫酸化黑木耳多糖sAAPt、sAAP1、sAAP2和3個純化的黑木耳多糖AAPt、AAP1和AAP2進行體外抗病毒活性的測定，結果顯示，3個硫酸化修飾多糖組的病毒抑制率均顯著高于相應的未修飾多糖組，sAAP1組的病毒抑制率最高。王筱霏[18]對比黃芪多糖(APS)和硫酸化黃芪多糖(SAPS)刺激肉仔雞免疫調節活性研究，結果顯示，APS和SAPS對肉仔雞都具有生長促進作用，且同等劑量SAPS的效果優于APS。

3.2 多糖磷酸化修飾

磷酸化修飾后的多糖分子，磷酸基團取代其支鏈上的羥基，其結果為增加原多糖分子的水溶性，從而進一步改變其空間構象[19]。南征[20]對杏鮑菇粗多糖(WPP)進行磷酸化修飾，得到了磷酸化杏鮑菇粗多糖P-WPP,通過對K562細胞的體外增殖抑制實驗，MTT比色法結果表明：P-WPP的體外抗腫瘤活性明顯高于WPP。路垚[21]用磷酸化姬松茸多糖和姬松茸多糖進行抑菌效果研究。結果顯示，兩者對大腸桿菌和沙門氏菌均有抑菌作用,且磷酸化姬松茸多糖抑菌效果更好。

3.3 多糖羧甲基化修飾

王玉芬[22]對粒毛盤菌YM240胞外多糖(LEP)進行羧甲基化修飾，獲得羧甲基化多糖(CLEP)。體外抗氧化實驗表明，與LEP相比，CLEP對DPPH自由基和羥基自由基的清除作用及還原力都顯著增強。體外降血糖活性實驗顯示，與LEP相比，CLEP對α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶抑制活性及葡萄糖擴散作用明顯高于LEP。因此，CLEP具有顯著的降血糖和降血脂的活性。陳義勇[23]等對杏鮑菇多糖(PEP)進行羧甲基化修飾，獲得羧甲基杏鮑菇多糖(CM-PEP),抗氧化研究表明，與未修飾杏鮑菇多糖相比,羧甲基杏鮑菇多糖對·OH和·O2-的清除能力增強,說明羧甲基化杏鮑菇多糖抗氧化活性提高。研究表明，多糖羧甲基化修飾可提高多糖的電負性及溶解性，并對其抗氧化活性有很大提高[24]。

3.4 多糖乙酰化修飾

張強[25]以二甲基亞砜為溶劑，乙酸酐為酰化劑，N-溴代丁二酰亞胺(NBS)為催化劑，制備出乙酰化茯苓多糖，對其進行抗氧化活性研究，結果表明乙酰化茯苓多糖具有更強的還原力且對(·OH)、DPPH以及·O2-也具有更強的清除作用。徐平[26]經發酵提取、分離純化獲得一種新的粒毛盤菌YM130胞外多糖(LEP-2a),進行乙酰化修飾，獲得取代度為0.220的乙酰化LEP-2a(ALEP-2a)，通過糖尿病小鼠模型實驗發現，與同劑量的LEP-2a相比,ALEP-2a表現出更顯著的心血管保護作用。研究表明，多糖的乙酰化使多糖暴露多糖羥基基團，增加其在水中的溶解度，從而改變多糖的物理性質[27]。

除了上述幾種修飾方法，多糖的化學修飾方法還有硒化、烷基化、氨化等[28]。這些方法都可在一定程度上對多糖的生物活性產生不同程度的提高。

4 復合食藥用真菌多糖的生物活性

中國食藥用真菌種類繁多，一種真菌多糖通常只對某一種生理效應有作用，一些真菌多糖復合使用時，呈現協同作用。近年來，食藥用真菌也正由單獨應用研究向多糖與多糖間的協同效應研究轉變[29]。張志超[30]等對四種食藥用菌，分別提取其菌絲多糖，對4種發酵菌絲中多糖清除DPPH自由基及還原力進行測定，結果表明，4種菌絲多糖均具有一定的還原能力及清除DPPH自由基的能力，其中猴頭菇菌絲多糖的抗氧化活性最強，將這4種菌絲多糖按不同比例進行復合，其清除率為復合多糖第2組(猴頭菇多糖∶平菇多糖∶香菇多糖∶杏鮑菇多糖=4∶3∶2∶1)大于其他符合多糖組，且比猴頭菇單一多糖的抗氧化活性更強。曹磊[31]將姬松茸、灰樹花、云芝、香菇四種多糖復合使用時，可以顯著提高其體內的抗氧化活性，提高其體外對SMMC-7721人肝癌細胞的抑制作用，保護荷瘤小鼠的T淋巴細胞，防止胸腺萎縮，提高機體免疫力。

5 結語

“吃動物不如吃植物，吃植物不如吃菌類(菇類)”，因為真菌中含有真菌多糖。目前研究得比較深入的真菌多糖有：香菇、靈芝、銀耳、金針菇、猴頭菇、松茸和杏鮑菇多糖等。雖然，我國在食藥用真菌多糖的研究取得了長足的發展，但任重道遠，至少需要做到以下幾點：傳統與現代科技并用，爭取做到“多提率，精純化，高活性”。鉆研結構與功能間規律性；研究各種多糖間的協同作用，堅持復合食藥用真菌多糖的研究；探究食藥用真菌是否具有未發現的結構與潛在的新型生物活性等。