王婷婷,陳特欣,肖建勇,余耿介,林月芬,吳筠瑩,李灼坤
(福建農(nóng)林大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院,福建 福州 350002)
靈芝(Ganoderma spp.)稱為瑞草、瑤草,含有多種活性成分。2020年版《中國(guó)藥典》記載,其為多孔菌科真菌赤芝(Ganoderma lucidum) 或紫芝(Ganoderma sinense) 的干燥子實(shí)體,主要有補(bǔ)氣安神,止咳平喘的功效[1]。靈芝不僅在中國(guó)有著悠久的食用歷史,可用于泡茶、泡酒、入菜[2];而且自靈芝等食用菌于2020年1月被國(guó)家衛(wèi)生健康委及國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)管總局正式公布為藥食同源食品起,其在食品行業(yè)的應(yīng)用研究更加熱門及廣泛[3]。
作為一種天然的食藥兼用菌,靈芝的成分和結(jié)構(gòu)復(fù)雜,主要有多糖、蛋白質(zhì)、無機(jī)鹽和礦物質(zhì)等成分。Jong等[4]研究表明靈芝多糖有良好的藥用價(jià)值,胞外多糖和胞內(nèi)多糖是其多糖主要成分;在胞外發(fā)酵液中主要含胞外多糖,而在靈芝孢子、子實(shí)體和菌絲體中主要包含胞內(nèi)多糖[5]。此外,靈芝多糖的潛在價(jià)值巨大,國(guó)內(nèi)外研究團(tuán)隊(duì)利用高效液相色譜(high performance liquid chromatography,HPLC) 技術(shù)、核磁共振成像(nuclear magnetic resonance imaging,NMRI) 技術(shù)、高效陰離子交換色譜與脈沖安培檢測(cè)器聯(lián)用(high performance an-ion exchange chromatography-pulsed amperometric detecter,HPAEC-PAD)等新型現(xiàn)代技術(shù)對(duì)靈芝多糖進(jìn)行探究,分析發(fā)現(xiàn)了靈芝多糖具有抗氧化[6]、免疫調(diào)節(jié)、消炎[7]、抑制腫瘤細(xì)胞活性[8]和調(diào)節(jié)腸道菌群[9]等活性。且從不同種類靈芝的不同部位中提取、分離的靈芝多糖具有不同的化學(xué)結(jié)構(gòu)和生物活性,且毒副作用較小[10-12]。通過對(duì)近年靈芝多糖相關(guān)研究進(jìn)行闡述,以期為靈芝多糖的深層次研發(fā)利用提供思路和佐證。
多糖是由糖苷鍵連接不少于10個(gè)單糖組成的聚合高分子碳水化合物,主要存在于動(dòng)、植物細(xì)胞中,在生命活動(dòng)的維持中有重要的作用,且在食品、醫(yī)藥等行業(yè)中被大量使用[13-14]。糖類的結(jié)構(gòu)及生物活性是科研領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)[15]。
結(jié)構(gòu)決定功能特性,因此分析不同種類的多糖結(jié)構(gòu)十分必要。多糖的一級(jí)結(jié)構(gòu)主要由不同種類的單糖、糖苷鍵、構(gòu)型、支鏈組成和取代基等構(gòu)成;其中,多糖的分子量大小影響多糖的生物活性,多糖的分支度與糖苷鍵的連接方式和數(shù)量有關(guān),靈芝多糖中常見的單糖組分有葡萄糖、巖藻糖、甘露糖等[16]。單糖的α-構(gòu)型和β-構(gòu)型是決定糖苷鍵定向及空間構(gòu)象的重要因素,常見的糖苷鍵類型有α-(1→6)、β-(1→4) 和 β-(1→6)等[17]。二級(jí)結(jié)構(gòu)是多糖骨架鏈間以氫鍵結(jié)合所形成的構(gòu)象。三級(jí)結(jié)構(gòu)和四級(jí)結(jié)構(gòu)是在二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,通過非共價(jià)作用形成有規(guī)則的構(gòu)象[18]。
一些多糖由于溶解度低或分支較多會(huì)對(duì)生物活性有一定影響,可通過修飾多糖來提高溶解度,如在多糖分子鏈上引入乙酰基、硫酸基、羧甲基、磷酸基等取代基團(tuán)[19]。多糖的提取根據(jù)相似相溶原則,且已知其是一種極性高分子化合物,可溶于水,但不溶于有機(jī)溶劑如乙醇和丙酮等,因此一般通過熱水或亞臨界水提取,后用乙醇等非極性溶劑從提取物中沉淀多糖。目前的試驗(yàn)提取和工業(yè)化生產(chǎn)中,一般輔助使用超聲波、微波、酶等技術(shù)來優(yōu)化提取工藝,從而使多糖提取更加高效[20]。
靈芝多糖因需求不同,提取的種類有均多糖和雜多糖,均多糖由單一的葡萄糖或半乳糖構(gòu)成,而雜多糖則由多種單糖以不同比例構(gòu)成[21]。靈芝多糖結(jié)構(gòu)分析難點(diǎn)在于靈芝提取物中的雜多糖種類繁多且空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜,以葡萄糖、半乳糖和甘露糖為主的單糖主要構(gòu)成靈芝多糖主鏈,巖藻糖、木糖和阿拉伯糖等糖單元主要構(gòu)成其支鏈[22]。此外,一級(jí)結(jié)構(gòu)是解析靈芝多糖的基礎(chǔ),解析一級(jí)結(jié)構(gòu)的重難點(diǎn)在于靈芝多糖分子質(zhì)量、糖基組成順序和構(gòu)型、組成比、糖醛酸種類和比例、糖鏈和非糖部分連接情況、糖殘基外接基團(tuán)類型等問題的解決。
在梁琰等[23]的研究中,測(cè)定了赤芝的單糖組分,發(fā)現(xiàn)了赤芝多糖酸解產(chǎn)物中的7種單糖,且摩爾比為鼠李糖∶巖藻糖∶木糖∶阿拉伯糖∶甘露糖∶葡萄糖∶半乳糖 =5.90∶5.34∶72.64∶31.96∶1.00∶1.89∶5.24。Wang等[24]從破壁靈芝孢子粉的水提取物中分離出分子重量 (molecular weight,MW) 為 1.57×105g·mol-1的水溶性靈芝多糖,通過離子交換和色譜純化,紅外光譜和核磁共振分析,確定其為β-D-葡聚糖均多糖。上述關(guān)于多糖結(jié)構(gòu)部分的研究對(duì)提取靈芝多糖一級(jí)結(jié)構(gòu)中的部分組成進(jìn)行仔細(xì)探討,為后期健全靈芝多糖結(jié)構(gòu)分析庫(kù)提供了一定的數(shù)據(jù)依據(jù)。
靈芝的來源不一與性質(zhì)迥異,導(dǎo)致其多糖的分子質(zhì)量和結(jié)構(gòu)差異巨大,且靈芝多糖的分支還含有蛋白或多肽。而靈芝多糖結(jié)構(gòu)解析進(jìn)展有限,目前試驗(yàn)分離得到的200多種靈芝多糖,大多僅完善了部分重復(fù)單元的部分解析,還需要深入研究靈芝多糖二級(jí)結(jié)構(gòu)、三級(jí)結(jié)構(gòu)和空間構(gòu)象[25]。而隨著現(xiàn)代儀器的發(fā)展和科研技術(shù)的進(jìn)步,靈芝多糖結(jié)構(gòu)研究已取得一定突破,目前對(duì)其研究的部分結(jié)果統(tǒng)計(jì)見表1。

表1 靈芝多糖的結(jié)構(gòu)Tab.1 The structures of Ganoderma lucidum polysaccharides
由表1可知,Ye等[26-28,31]已經(jīng)從靈芝子實(shí)體中純化出了幾種具有多種不同生物活性的多糖/糖綴合物,其中LZ-B-1和LZ-D-1被研究發(fā)現(xiàn)具有刺激小鼠脾臟淋巴細(xì)胞增殖的能力。LZ-B-1通過超濾純化、DEAE-瓊脂糖凝膠CL-6B等一系列純化步驟分離,已確定相對(duì)分子量為1.12×104Da;LZ-D-1是從靈芝子實(shí)體中分離出的水溶性多糖,分子量為2.8×104Da。為了進(jìn)一步探究其多糖結(jié)構(gòu)及功效關(guān)系,利用核磁共振等技術(shù)得到LZ-B-1、LZ-C-1、LZ-D-1和GLPCW-Ⅱ中的多糖均主要由L-Fuc(L型果糖)、D-Gal(D型半乳糖) 和D-Glc(D型葡萄糖)組成。其中GLPCW-Ⅱ的分子量為1.2×104Da(由HPLC測(cè)定),組成成分為90%碳水化合物和8%蛋白。Zhang等[29-30]從靈芝子實(shí)體中分離出靈芝多糖PSG,將PSG分離成不同級(jí)分后,通過化學(xué)組成和抗氧化活性分析,鑒定得出PSG具有抗氧化活性的關(guān)鍵組分。將其純化后,得到高支化的PSG-1是一種雜多糖;另一種是水溶性異半乳糖PSG-2,由半乳糖、果糖和葡萄糖通過α-(1→6) 糖苷鍵連接,摩爾比分別為75.87%、11.83%和6.02%。Dong等[32]采用熱水浸提和醇沉靈芝孢子粉,而后在陰離子交換色譜中通過氯化鈉溶液洗脫和Sephacryl S-300凝膠柱純化得到靈芝多糖GLSA50-1B。GLSA50-1B的結(jié)構(gòu)單元表明由(1→6)-β-D-Glcp構(gòu)成主鏈,是一種均質(zhì)多糖。王亞濤[33]使用滬農(nóng)靈芝1號(hào)未破壁靈芝孢子粉,通過水提和50%的乙醇醇沉,得到的組分經(jīng)過水洗脫和Sephacryl S-500 HR凝膠柱進(jìn)一步分離并反復(fù)過柱純化,收集到的樣品被命名為L(zhǎng)SB50A-Ⅲ-1。LSB50A-Ⅲ-1 是由 (1→3,6)-β-DGlcp、 (1→3)-β-D-Glcp、(1→4,6)-β-D-Glcp、(1→4)-β-D-Glcp和 (1→6)-β-D-Glcp 5種糖殘基構(gòu)成主鏈,由β-D-Glcp-構(gòu)成支鏈的葡聚糖,其多分散性系數(shù)為1.36,重均分子量為1.93×105Da。經(jīng)HPLC分析該樣品為均多糖,且得率高,有利于以后有針對(duì)性地獲取和研究靈芝孢子粉中的葡聚糖。此外,該靈芝孢子粉通過在離子交換柱層析中用氯化鈉溶液洗脫可得到雜多糖。綜上,同一研究團(tuán)隊(duì)分離純化同種、同地源靈芝得到的靈芝多糖,其結(jié)構(gòu)單元均有所差異,故未來需對(duì)其高級(jí)結(jié)構(gòu)和構(gòu)效關(guān)系進(jìn)行更多研究,以便運(yùn)用生產(chǎn)。
靈芝多糖的部分藥理活性見圖1。

圖1 靈芝多糖的藥理活性Fig.1 Pharmacological activity of Ganoderma lucidum polysaccharides
如圖1所示,國(guó)內(nèi)外已經(jīng)探究了靈芝多糖具有抗氧化[6]、抗腫瘤[8]、抗輻射、保肝及免疫調(diào)節(jié)[26]等多種藥理活性,從整體上提高了靈芝的藥用價(jià)值。近年來,消費(fèi)者生活質(zhì)量提高帶動(dòng)了對(duì)靈芝的需求,目前市場(chǎng)上靈芝產(chǎn)品有藥品、食品、保健品等。消費(fèi)者購(gòu)買靈芝通常是源于對(duì)其藥理活性的需求,但復(fù)雜的化學(xué)組成使得其功能活性的機(jī)制仍處于研究階段。
吳楊洋等[34]利用多種自由基的氧化特性,探究靈芝多糖的抗氧化活性,發(fā)現(xiàn)在一定范圍內(nèi),靈芝多糖的濃度越大,還原力越強(qiáng),說明靈芝多糖的抗氧化性較好。對(duì)靈芝多糖抗氧化活性的評(píng)估中,其中的一項(xiàng)重要指標(biāo)是抑制脂類物質(zhì)的氧化,構(gòu)成脂質(zhì)的脂肪酸鏈易氧化降解,鑒定脂質(zhì)體氧化程度的標(biāo)志性物質(zhì)是過氧化物和次級(jí)代謝產(chǎn)物丙二醛(malondialdehyde,MDA)。Xu等[35]研究表明靈芝多糖可提高肝臟超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD) 活性,降低MDA含量,從而達(dá)到抗氧化的作用。殳葉婷等[36]制備了仿照細(xì)胞膜脂類物質(zhì)氧化進(jìn)程的脂質(zhì)體,將靈芝多糖添加入該脂質(zhì)體中,從而靈芝多糖抗脂質(zhì)體氧化作用,結(jié)果表明靈芝多糖能顯著抑制氧化過程的最佳時(shí)間為0~60 h,與陰性對(duì)照組相比可有效抑制過氧化物和MDA的產(chǎn)生,試驗(yàn)證明了靈芝多糖的抗脂質(zhì)氧化作用。Zhang等[37]研究了靈芝多糖改善氧化狀態(tài)的方式主要有清除過量的氧自由基、提高抗氧化酶活性和降低脂質(zhì)過氧化物等途徑。
抗氧化檢測(cè)無法用單一方法進(jìn)行評(píng)價(jià),檢測(cè)中一般通過多項(xiàng)指標(biāo)共同評(píng)價(jià)物質(zhì)的抗氧化能力[38-39]。目前,對(duì)一種物質(zhì)抗氧化能力的評(píng)價(jià)還暫未形成統(tǒng)一的評(píng)價(jià)體系,雖有理論指導(dǎo),但對(duì)物質(zhì)的抗氧化能力檢測(cè)未獲得統(tǒng)一的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),今后應(yīng)把靈芝多糖的抗氧化作用體系建立健全,從而形成探究體系運(yùn)用實(shí)踐。
惡性腫瘤具有侵襲性強(qiáng)和快速生長(zhǎng)的特點(diǎn),初期病癥較為普通且常見,不容易被引起重視,常因未及時(shí)治療導(dǎo)致疾病惡化,甚至死亡[40]。靈芝的子實(shí)體、孢子粉、菌絲體中均含有抗腫瘤活性成分,Xie和Zhong等[41-42]研究表明,靈芝多糖會(huì)影響腫瘤細(xì)胞凋亡。Jiang等[43]發(fā)現(xiàn),赤芝子實(shí)體多糖在單獨(dú)應(yīng)用或與5-氟尿嘧啶聯(lián)合應(yīng)用時(shí)能抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)并誘導(dǎo)其凋亡。
Li等[44]發(fā)現(xiàn)靈芝多糖未通過直接抑制腫瘤細(xì)胞,而是通過激活吞噬細(xì)胞來抑制腫瘤細(xì)胞活動(dòng)。李芳等[45]發(fā)現(xiàn),靈芝多糖能減少腫瘤組織中細(xì)胞因子的生成和表達(dá),靈芝三萜與多糖配合使用效果更佳;并確定了在靈芝三萜和靈芝多糖共同作用下,可有效抑制調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的功能,從而達(dá)到促進(jìn)機(jī)體抗腫瘤的功效。Boh[46]研究結(jié)果表明靈芝的抗腫瘤作用歸因于5組機(jī)制:調(diào)節(jié)免疫反應(yīng);對(duì)癌細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞毒性;抑制腫瘤誘導(dǎo)的血管生成;抑制癌細(xì)胞增殖和侵襲性轉(zhuǎn)移行為;致癌物失活。
目前學(xué)術(shù)界對(duì)靈芝多糖的抗腫瘤機(jī)理研究深度不夠,暫無定論,后續(xù)試驗(yàn)可以加強(qiáng)靈芝多糖在抗腫瘤機(jī)理等方面的研究。
輻射廣泛存在于日常生活環(huán)境中,輻射污染已成為危害人體健康一大隱形因素,其能導(dǎo)致免疫系統(tǒng)或新陳代謝等疾病,嚴(yán)重時(shí)會(huì)致癌[47-48]。于純淼等[49]通過研究靈芝多糖對(duì)輻照損傷后小鼠的體內(nèi)試驗(yàn)表明,給予中劑量、高劑量靈芝多糖對(duì)減輕輻射損傷有積極意義;其團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步通過小鼠試驗(yàn),利用血清代謝組學(xué)技術(shù),發(fā)現(xiàn)靈芝多糖可通過改善小鼠血清中輻射誘導(dǎo)產(chǎn)生的潛在標(biāo)志物和相關(guān)代謝途徑的表達(dá),從而在防輻射中發(fā)揮作用[50]。
迪麗索耶爾·亞勒坤木等[51]通過靈芝多糖對(duì)輻照損傷后小鼠胸腺的代謝通路進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn),靈芝多糖對(duì)牛磺酸、L-谷氨酸和磷脂酰膽堿等代謝通路中生物標(biāo)志物的合成具有顯著保護(hù)作用,利用拓?fù)浞治龅却x組學(xué)技術(shù)分析,得出靈芝多糖參與的代謝通路主要有牛磺酸(亞牛磺酸) 代謝、D-谷氨酰胺(D-谷氨酸)代謝以及甘油磷脂代謝,因此研究發(fā)現(xiàn)靈芝多糖可逆轉(zhuǎn)內(nèi)源性代謝物的變化,即減少輻射造成的內(nèi)源性代謝物的氧化應(yīng)激和DNA分解,從而有效抗輻射損傷。
但是目前還沒有關(guān)于代謝通路中靈芝多糖的最佳劑量和相關(guān)生物標(biāo)志物或調(diào)控因子具體量效關(guān)系的報(bào)道,在今后的研究中還有待進(jìn)一步深入探索。
Li等[52]測(cè)定鏈脲佐菌素誘導(dǎo)后高血糖小鼠的體重、空腹血糖、血清胰島素和血脂水平,用一定劑量靈芝多糖進(jìn)行注射治療28 d后,靈芝多糖處理過的高血糖小鼠體重和血清胰島素水平顯著高于用生理鹽水處理的高血糖對(duì)照組。此外,根據(jù)急性毒性試驗(yàn),注射靈芝多糖未引起小鼠的行為改變和死亡,且測(cè)得總膽固醇、甘油三酯和低密度脂蛋白膽固醇水平下降,說明靈芝多糖也有降血脂的功效。Li等[53]研究了一種新型靈芝多糖鉻配合物,并測(cè)試復(fù)合物對(duì)高糖和高脂肪飲食誘導(dǎo)的糖尿病前期小鼠高血糖和高脂血癥的影響,喂食靈芝多糖復(fù)合物的試驗(yàn)組小鼠體內(nèi)血清總膽固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白膽固醇、空腹血糖水平和糖耐量均顯著低于對(duì)照組,且試驗(yàn)組小鼠的生理代謝、器官指數(shù)和肝組織形態(tài)無顯著不良影響,綜上可知靈芝多糖可作為預(yù)防或治療高血糖和高血脂的潛在功能食品成分。
目前的研究多認(rèn)為靈芝多糖可通過修復(fù)胰島β細(xì)胞,從而促進(jìn)胰島素分泌、改善葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)功能和葡萄糖氧化作用達(dá)到降低高糖的目的;另可通過調(diào)控因子加強(qiáng)葡萄糖代謝酶的活性來降低胰島素抵抗,增強(qiáng)糖代謝作用[54],但尚未形成定論,需進(jìn)一步探索。
萬利等[55]對(duì)六周齡小鼠攝入靈芝多糖提取物的研究揭示,靈芝多糖提取物能提高小鼠的跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)時(shí)間;顯著減緩小鼠骨骼肌病理改變,且呈現(xiàn)出明顯的劑量依賴性。此項(xiàng)研究還發(fā)現(xiàn)靈芝多糖提取物能提高小鼠的肌糖原和肝糖原含量,也能提高小鼠骨骼肌組織中SOD、谷胱甘肽過氧化物酶(Glutathione peroxidase,GSH-Px) 和過氧化氫酶(Catalase,CAT) 含量;降低MDA水平;顯著調(diào)高小鼠肝組織中α-1-酸性糖蛋白及趨化因子受體的mRNA和蛋白水平,據(jù)此推測(cè)靈芝多糖提取物能在一定程度上提高運(yùn)動(dòng)小鼠的抗疲勞能力。
李欣等[56]將靈芝多糖分為低、中、高3個(gè)劑量組對(duì)小鼠抗疲勞作用進(jìn)行評(píng)估,結(jié)果表明與陽(yáng)性對(duì)照組相比,中劑量、高劑量靈芝多糖處理組無明顯差異,均顯著延長(zhǎng)負(fù)重小鼠游泳力竭時(shí)間,顯著升高血糖、肝糖原和肌糖原的含量。此試驗(yàn)表明靈芝多糖對(duì)抗疲勞有積極效果,但還有待進(jìn)一步臨床研究。
Zhu等[57]研究了靈芝多糖在免疫抑制小鼠體內(nèi)發(fā)生的免疫效應(yīng)。連續(xù)7 d在小鼠腹膜內(nèi)分別注射不同劑量的靈芝多糖,其中低劑量靈芝多糖加速了小鼠骨髓細(xì)胞、紅細(xì)胞和白細(xì)胞以及B淋巴細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞的恢復(fù);第5天的T淋巴細(xì)胞活性變強(qiáng),第8天T細(xì)胞和B細(xì)胞的生長(zhǎng)繁殖加強(qiáng),第7天至第9天淋巴因子激活殺傷細(xì)胞活性。第12天吞噬細(xì)胞的吞噬和細(xì)胞毒性功能得到增強(qiáng)。數(shù)據(jù)證明了低劑量靈芝多糖治療對(duì)增強(qiáng)免疫抑制小鼠免疫細(xì)胞活性有顯著影響。
Huang等[58]開發(fā)了一種由靈芝多糖和豬苓多糖3∶1組成的多糖復(fù)合物(Ganoderma lucidum Polysaccharides and Polyporus umbellatus Polysaccharides,命名為GPP),在小鼠單核巨噬細(xì)胞白血病細(xì)胞(RAW264.7)吞噬細(xì)胞中檢測(cè)了GPP的免疫調(diào)節(jié)作用和急性口服毒性。試驗(yàn)得出,GPP能增強(qiáng)細(xì)胞的吞噬能力、一氧化氮的產(chǎn)生以及誘導(dǎo)型一氧化氮合成酶和腫瘤壞死因子的mRNA表達(dá),明顯改善了吞噬細(xì)胞的吞噬功能和細(xì)胞活性,表明GPP能一定程度上調(diào)節(jié)小鼠的免疫功能。
靈芝多糖的免疫調(diào)節(jié)作用讓其在醫(yī)藥和食品行業(yè)擁有巨大潛能,但目前對(duì)此類產(chǎn)品的開發(fā)還不夠,其原因可能在于沒有足夠清晰的理論體系支撐[59]。
一般人體內(nèi)白細(xì)胞和其分泌的物質(zhì)抵御外界微生物入侵的過程稱為炎癥反應(yīng);但一些疾病雖無外界物質(zhì)入侵也會(huì)產(chǎn)生炎癥導(dǎo)致身體損傷,例如關(guān)節(jié)炎、動(dòng)脈粥樣硬化等[60]。CCl4誘導(dǎo)下被激活的炎癥小體NLRP3可以導(dǎo)致促炎細(xì)胞因子的釋放[61-62]。Chen等[63]研究發(fā)現(xiàn),與對(duì)照組相比,CCl4誘導(dǎo)的小鼠血清中促炎細(xì)胞因子平均水平及基因蛋白表達(dá)平均水平顯著升高,而一定劑量的靈芝多糖能顯著抑制NLRP3炎癥小體的激活,明顯減輕全身炎癥反應(yīng)。Zhang等[37]研究發(fā)現(xiàn)靈芝多糖能改善多器官功能障礙綜合癥小鼠炎癥因子水平,減輕炎癥。
但引起炎癥的細(xì)胞因子種類較多,目前關(guān)于靈芝多糖的消炎機(jī)制研究還不夠透徹,對(duì)于多糖或各種細(xì)胞分子間作用關(guān)系的探究廣度和深度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。
Chen等[64]考察了靈芝多糖對(duì)高脂飲食和鏈脲霉素誘導(dǎo)糖尿病大鼠的腸道微生物群和糞便代謝物的影響,結(jié)果表明,靈芝多糖治療組降低了有害細(xì)菌的豐度,如氣球菌屬、瘤胃球菌屬、棒桿菌屬和變形桿菌屬,并提高了部分有益菌的水平;此外,靈芝多糖的使用讓空腹血糖和胰島素水平顯著下降。預(yù)測(cè)微生物菌落技術(shù)表明,靈芝多糖可以恢復(fù)大鼠腸道細(xì)菌群落的氨基酸代謝、碳水化合物代謝、炎癥物質(zhì)代謝和核酸代謝的紊亂,而利用代謝組學(xué)進(jìn)行分析觀察,得到的大多數(shù)代謝變化與上述預(yù)測(cè)結(jié)果一致。
Lv等[65]發(fā)現(xiàn)靈芝多糖肽對(duì)試驗(yàn)大鼠的腸道微生物群形成了顯著的結(jié)構(gòu)變化,特別是調(diào)節(jié)了腸道有益微生物的相對(duì)豐度。隨后,Sang團(tuán)隊(duì)[66]證明了從靈芝破壁孢子中提取的多糖對(duì)大鼠腸道菌群結(jié)構(gòu)有積極的改變作用。
阿爾茨海默病(Alzheimer’s disease,AD) 是一種神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病,病因迄今未定論,促進(jìn)神經(jīng)生長(zhǎng)被視為治療與AD相關(guān)疾病的一種可行方法。Huang等[67]研究發(fā)現(xiàn)口服靈芝多糖水提取物可促進(jìn)神經(jīng)祖細(xì)胞(neural progenitor cells,NPC) 增殖,從而加強(qiáng)神經(jīng)生長(zhǎng)并減輕轉(zhuǎn)基因AD小鼠的認(rèn)知缺陷;進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),靈芝多糖強(qiáng)化了成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子受體和下游細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶和級(jí)聯(lián)的活性;最終驗(yàn)證試驗(yàn)表明,在抑制成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子的條件下,就能有效地阻止靈芝多糖促進(jìn)的NPC增殖和下游級(jí)聯(lián)的激活,從而證明試驗(yàn)結(jié)果。
Zhou等[68]研究發(fā)現(xiàn)口服靈芝多糖能顯著減少腦梗塞面積,減輕神經(jīng)功能缺陷和神經(jīng)元凋亡。此外,還可以降低凋亡神經(jīng)元的百分比、減輕神經(jīng)元形態(tài)學(xué)損傷并抑制基因的過度表達(dá)。
Huang和Zhou的研究均證實(shí)了靈芝多糖對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)有良好的保護(hù)作用,可作為一種神經(jīng)再生治療劑,用于治療與神經(jīng)退行性疾病相關(guān)的認(rèn)知能力下降。
高脂血是導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化的原因之一,與其相關(guān)的血漿脂質(zhì)成分主要有總膽固醇(total cholesterol,TC)、甘油三酯(triglyceride,TG)、低密度脂蛋白 (low-density lipoprotein,LDL)、脂蛋白 (a)[lipoprotein(a),Lp(a)],這些因素均會(huì)促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)展[69]。吳鋒等[70]構(gòu)建動(dòng)脈粥樣硬化大鼠模型,通過形態(tài)學(xué)和組織病理學(xué)研究,提出靈芝多糖可抑制動(dòng)脈粥樣斑塊形成;且能明顯降低血清TC、TG、LDL及Lp(a) 水平。
動(dòng)脈粥樣硬化斑塊不穩(wěn)定的原因之一是未成熟、脆弱的新血管生成。Wihastuti等[71]研究了靈芝多糖糖肽對(duì)抑制動(dòng)脈粥樣硬化小鼠中的血管滋養(yǎng)管、H2O2的數(shù)量的影響。試驗(yàn)結(jié)果和方差分析表明,其顯著降低了動(dòng)脈粥樣硬化小鼠模型中的血管滋養(yǎng)管數(shù)量,并認(rèn)為其可成為動(dòng)脈粥樣硬化中的抗血管生成劑。
Susilo等[72]用酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定法測(cè)量天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶 (Aspartic transaminase,AST)、MDA、丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(Alanine aminotransferase,ALT)、SOD和CAT的水平。在小鼠給藥后第10天采集血清和肝臟樣品,發(fā)現(xiàn)靈芝多糖顯著降低血清ALT、AST、MDA水平,顯著升高SOD、CAT水平。此外,在組織學(xué)評(píng)估中,CCl4處理小鼠的肝組織表現(xiàn)為水樣變性、壞死和竇性擴(kuò)張,但靈芝多糖改善了肝的組織病理。因此得出靈芝多糖具有肝保護(hù)作用,可使受損肝組織再生。
Liu等[73]通過酶聯(lián)免疫和免疫印跡法檢測(cè)CCl4誘導(dǎo)的肝細(xì)胞損傷機(jī)制,發(fā)現(xiàn)靈芝多糖顯著提高了細(xì)胞活力,抑制CCl4誘導(dǎo)細(xì)胞標(biāo)志物的升高,從而抑制脂質(zhì)過氧化、提高抗氧化酶活性、抑制細(xì)胞凋亡和免疫炎癥反應(yīng)來保護(hù)CCl4誘導(dǎo)的肝細(xì)胞損傷。
Xu等[74]試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)靈芝多糖能減輕抗癌類藥物阿霉素在臨床應(yīng)用中的心臟毒性,這對(duì)阿霉素治療癌癥的應(yīng)用填補(bǔ)了空白。Park團(tuán)隊(duì)[75]研究提出靈芝多糖是一種有前景的抗纖維化劑。Zeng等[76]探究了靈芝多糖延緩小鼠皮膚組織衰老的作用,得出靈芝多糖可增加表皮和真皮的厚度,改善皮膚組織結(jié)構(gòu),增強(qiáng)SOD水平和mRNA的表達(dá),從而達(dá)到延緩皮膚衰老的效果。
近年來,靈芝多糖的研究除了上述作用外,未知的作用和機(jī)理仍有很多。今后需加大靈芝多糖開拓的廣度和深度,將試驗(yàn)研究和產(chǎn)品制造相結(jié)合,使其不再單一使用于科學(xué)研究,能在未來做到產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合。
靈芝多糖是從天然食(藥)用菌靈芝中提取得到,具有毒性小和活性功能廣的優(yōu)點(diǎn)。目前對(duì)于靈芝多糖的一級(jí)結(jié)構(gòu)和空間構(gòu)象有了一定認(rèn)識(shí),但高級(jí)結(jié)構(gòu)還需在今后進(jìn)行更深入的研究,才能為將來中草藥量效理論的建立提供可靠的依據(jù)。同時(shí),靈芝多糖活性功能具有多樣性,與靈芝生長(zhǎng)環(huán)境、提取分離方式等因素密不可分,對(duì)于靈芝多糖的相關(guān)結(jié)構(gòu)和活性功能之間的構(gòu)效關(guān)系及其機(jī)制的研究,同樣還有很長(zhǎng)的路去探索。
然而,基于各地區(qū)靈芝具有結(jié)構(gòu)和功效迥異的特點(diǎn),共享各地靈芝相關(guān)研究成果,可使靈芝多糖得到高效利用,從而拓寬其市場(chǎng)潛在價(jià)值。順應(yīng)全球數(shù)字化發(fā)展方向,應(yīng)針對(duì)具有地域特點(diǎn)的中草藥和藥食同源性食材開設(shè)全領(lǐng)域共享的結(jié)構(gòu)分析和活性功能研究方面的信息共享平臺(tái),讓研發(fā)者和企業(yè)獲得準(zhǔn)確的信息,可更有地效推廣靈芝等藥(食)同源的中藥。
未來趨勢(shì)上,針對(duì)靈芝多糖的化學(xué)結(jié)構(gòu)和構(gòu)型表征仍需繼續(xù)研究。雖然目前有許多現(xiàn)代檢測(cè)分析技術(shù)檢測(cè)了天然多糖的物化性質(zhì),但仍需進(jìn)一步針對(duì)靈芝多糖進(jìn)行修飾改造或針對(duì)特定功能人工合成,達(dá)到批量生產(chǎn)的條件。并且,靈芝多糖的復(fù)配產(chǎn)品也有待進(jìn)一步研發(fā),使其復(fù)配產(chǎn)品在口感和安全性上滿足人群需求,與有毒副作用的藥物聯(lián)合協(xié)同治療,減小此類藥物的使用劑量,減緩其毒副作用,減輕患者自身?yè)p傷程度。為了保證其安全性和功效的一致性,可利用實(shí)時(shí)無損監(jiān)測(cè)技術(shù),實(shí)現(xiàn)靈芝培育的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。此外,靈芝多糖的研發(fā)產(chǎn)品可以是多領(lǐng)域結(jié)合,例如結(jié)合基因組探究,利用基因工程對(duì)其修飾,使具有特定功能的結(jié)構(gòu)片段高效表達(dá),提高產(chǎn)品純度的同時(shí)達(dá)到高效無毒害的目的,從而量產(chǎn)出針對(duì)性強(qiáng)、高純度、無毒害產(chǎn)品。