王子璇 隋玉 尚學鈺 馬思嘉 吳天香 劉洋 王琦,3
(1. 吉林農業大學食藥用菌教育部工程研究中心,長春 130118;2. 吉林農業大學植物保護學院,長春 130118;3. 吉林農業大學中藥材學院,長春 130118)
元蘑(Sarcomyxa edulis)隸屬于擔子菌門(Basidiomycota)、蘑菇綱(Agaricomycetes)、蘑菇目(Agaricales)、小菇科(Mycenaceae)、美味扇菇屬(Sarcomyxa)[1],又稱凍蘑、冬蘑等。中醫認為,元蘑味鮮,性質溫和,還具有除濕活血、舒緩經絡、祛風等作用[2]。元蘑營養美味,分布廣泛,且已實現人工栽培,具有重要的經濟和藥用價值。
巨噬細胞是機體重要的免疫細胞,具有分泌細胞因子、調控機體平衡以及保護機體免受外界病原體侵害等多種生物學功能[3]。多糖是真菌中重要的活性成分,大量研究表明,食藥用菌多糖如裂褶菌多糖[4]、羊肚菌多糖[5]等可調節免疫細胞,促進其細胞因子的產生,增強其吞噬功能,進而提高機體免疫能力[6]。
現已研究發現,元蘑多糖具有保護腸道健康[7]、抗氧化[8]、降血糖[9]、抗衰老[10]、抗疲勞[2]等多種生物活性,而其對巨噬細胞的免疫活性尚未見報道。本研究以元蘑多糖為研究對象,采用DEAE-52離子交換層析和Sephacryl S-400葡聚糖凝膠過濾層析對其進行分離純化,采用高效凝膠滲透色譜法、傅里葉變換紅外光譜分析等方法,明確其理化性質和結構特征,并系統考察了其對巨噬細胞免疫調節作用及機制。
1.1.1 材料與試劑 元蘑(干品)由黑龍江省牡丹江市溫春農校提供,RAW264.7細胞由吉林農業大學食藥用菌教育部工程研究中心提供。DEAE-52纖維素、5%中性紅染液購自北京索萊寶科技有限公司;CCK-8購自Biosharp;Trizol、反轉錄試劑盒、qPCR試劑盒購自SparkJade;胎牛血清、胰酶購自Hyclone;RIPA裂解液、PMSF、BCA蛋白定量檢測試劑盒、SDS-PAGE凝膠制備試劑盒、一抗(β-actin)、GAPDH、Histone H3、二抗均購自Servicebio。
1.1.2 儀器與設備 多功能酶標儀、ICS5000離子色譜儀(Thermo Fisher Scientific);ST 16R高速冷凍離心機(日立);BSZ-100自動部分收集器(上海青浦滬西儀器廠);BPN-80CH CO2培養箱(上海恒一);XD-101倒置生物顯微鏡(德國Zeiss);D3024R臺式高速冷凍離心機(Dragonlab);熒光定量PCR擴增儀(賽默飛);MX-F渦旋混合器、BV-2垂直電泳儀、BT-2轉印電泳儀購于Servicebio。
1.2.1 元蘑多糖的提取與分離純化 參照隋玉等[11]水提醇沉法提取多糖。精確稱取元蘑子實體干品500 g,粉碎后加入去離子水,料液比為1∶30(g/mL),提取溫度80℃,提取時間3 h,以8 000 r/min的速度離心12 min,收集上清液,將其濃縮至原體積的1/4,加入3倍體積無水乙醇,4℃靜置過夜后,離心15 min,轉速為6 000 r/min,收集的沉淀即為多糖粗品,干燥備用。使用Sevag法除蛋白后,選擇截留分子量為3 500 Da的透析袋流水透析48 h,凍干得到元蘑多糖SEP。
將元蘑多糖SEP進行DEAE-52離子交換層析。配制4 mg/mL的SEP溶液,緩慢沿DEAE-52纖維素凝膠柱(1.8 cm×25 cm)柱壁均勻上樣,依次用蒸餾水、0.1 mol/L、0.3 mol/L NaCl進行洗脫,流速1 mL/min,6 mL/管,不同洗脫梯度各收集50管。采用苯酚-硫酸法[12]對各管收集的洗脫液進行檢測,以管數為橫坐標,490 nm處吸光度值為縱坐標繪制洗脫曲線,并收集水洗多糖組分,命名為SEP-0。
進一步對SEP-0進行Sephacryl S-400葡聚糖凝膠過濾層析,配制10 mg/ mL SEP-0溶液,除雜除氣泡后緩慢推進上樣,用0.15 mol/L NaCl進行洗脫,流速0.5 mL/min,4 mL/管,收集40管。采用苯酚-硫酸法對每管收集的樣品進行多糖含量檢測,并繪制洗脫曲線。根據洗脫曲線收集單一峰作為多糖組分SEP-0a。
1.2.2 元蘑多糖理化性質檢測
1.2.2.1 多糖含量測定 采用苯酚-硫酸法對元蘑多糖SEP-0a進行多糖含量檢測。向含有200 μL濃度為0.25 mg/mL的元蘑多糖溶液中加入100 μL 5%苯酚溶液后,再加入500 μL 98%濃H2SO4,室溫條件下靜置20 min,490 nm處檢測吸光度值(OD值),根據葡萄糖標準曲線計算樣品多糖含量。
1.2.2.2 蛋白含量測定 采用考馬斯亮藍法[13]對蛋白含量進行測定。向含有1 mL濃度為1.0 mg/mL的元蘑多糖SEP-0a中加入5 mL考馬斯亮藍G250溶液,室溫靜置5 min,595 nm處檢測吸光度值(OD值),根據標準曲線計算樣品蛋白質含量。
1.2.2.3 均一性及分子量測定 采用高效凝膠滲透色譜法(High Performance Gel Permeation Chromatography Evaporative Light-scattering Detector,HPGPC-ELSD)對元蘑多糖SEP-0a進行均一性及分子量檢測。配制5 mg/mL SEP-0a溶液,過濾采用0.22 μm水系濾膜進行,進樣量為10 μL,按照色譜條件進行洗脫,記錄保存色譜圖,按照標準曲線方程計算樣品的分子量。
色譜條件:檢測器為RID-10A視差折光檢測器,TSK-gel G-3000PWXL色譜柱(7.8 mm×300 mm),柱溫:35℃,流動相:0.2 mol/L氯化鈉水溶液,流速:0.6 mL/min。
1.2.2.4 單糖組成檢測 采用離子交換色譜法(Ion Exchange Chromatography High Performance Liquid Chromatography,IEC-HPLC)對元蘑多糖SEP-0a進行單糖組成的分析。稱取5 mg(±0.05 mg)SEP-0a,加入5 mL三氟乙酸(2 mol/L),溫度121℃,加熱2 h,通入N2,加3 mL甲醇洗滌并吹干,重復上述步驟3次,加入無菌水溶解,用0.22 μm濾膜過濾,轉移至色譜瓶,上機檢測。
色譜條件:DionexTMCarboPacTMPA10液相色譜柱(4.0 mm×250 mm,10 μm),柱溫:30℃,電化學檢測器,流動相:A相:H2O;B相:100 mmol/L NaOH,進樣量:20 μL,流速:0.5 mL/min。
1.2.3 元蘑多糖的紅外光譜分析 稱取元蘑多糖SEP-0a 1.9 mg與KBr粉末190.0 mg,使其充分混勻后進行壓片,在傅里葉變換紅外光譜儀(Fourier transform infrared spectrometer, FT-IR)波長頻率為4 000-400 cm-1的范圍內掃描檢測,重復3次,取平均值。
1.2.4 SEP-0a對巨噬細胞存活率的影響 采用CCK-8法[14]檢測SEP-0a對巨噬細胞存活率的影響。取濃度為2.5×104個/mL的RAW264.7細胞接種于96孔板,在含有5%二氧化碳恒溫(37℃)培養箱中培養12 h,棄上清,設置6個實驗組,分別為空白對照組(DMEM基礎培養液)、SEP-0a不同濃度給藥組(50、100、500、1 500 μg/mL)、陽性對照組(LPS 1 μg/mL),繼續培養24 h,吸掉培養液,加入CCK-8(CCK-8∶DMEM基礎培養液=1∶10)100 μL,避光培養45 min,450 nm處檢測吸光度值,計算細胞存活率。
1.2.5 SEP-0a對巨噬細胞吞噬作用的影響 采用中性紅法[15]檢測SEP-0a對巨噬細胞吞噬作用的影響。將RAW264.7細胞(5 000個/孔)接種于96孔板,在含有5%二氧化碳恒溫(37℃)培養箱中培養24 h,棄去上清,設置6個實驗組,分別為空白對照組(DMEM基礎培養液)、SEP-0a不同濃度給藥組(50、100、500、1 500 μg/mL)、陽性對照組(LPS 1 μg/mL),繼續培養24 h,吸掉培養液。配制0.1%中性紅染液,加入100 μL,在含有5%二氧化碳恒溫(37℃)培養箱中避光培養60 min,棄上清,用PBS(200 μL/孔)進行清洗,重復3次,加入細胞裂解液(100 μL/孔)裂解2 h,此操作避光進行,在540 nm處檢測吸光度值。
1.2.6 SEP-0a對巨噬細胞產生ROS的影響 采用2',7'-二氯熒光黃雙乙酸鹽(DCFH-DA)熒光探針法[16]檢測SEP-0a對巨噬細胞產生ROS的影響。取濃度為5×104個/mL的RAW264.7細胞接種于96孔板,在含有5%二氧化碳恒溫(37℃)培養箱中培養12 h,棄去上清,設置6個實驗組,分別為空白對照組(DMEM基礎培養液)、SEP-0a不同濃度給藥組(50、100、500、1 500 μg/mL)、陽性對照組(LPS 1 μg/mL),繼續培養24 h,將培養液吸出,每孔加入DCFH-DA 200 μL,培養箱培養20 min,用不含血清的基礎培養液洗滌3次后再加入200 μL基礎培養液,在激發波長為488 nm,發射波長為525 nm的條件下檢測熒光強度。
1.2.7 SEP-0a對巨噬細胞分泌NO影響 采用一氧化氮法[17]檢測SEP-0a對RAW264.7細胞分泌NO影響。取濃度為2.5×105個/mL的RAW264.7細胞接種于96孔板,在含有5%二氧化碳恒溫(37℃)培養箱中培養12 h,棄上清,設置6個實驗組,分別為空白對照組(DMEM基礎培養液)、SEP-0a不同濃度給藥組(50、100、500、1 500 μg/mL)、陽性對照組(LPS 1 μg/mL),繼續培養24 h,吸取上清,在新的96孔板中,加入50 μL的細胞上清與稀釋后的標準品,每組4個復孔,先分別加入Griess Reagent I(50 μL/孔),然后立即加入Griess Reagent II(50 μL/孔),在540 nm處檢測吸光度值。
1.2.8 SEP-0a對巨噬細胞分泌TNF-α、IL-1β以及IL-6的影響 采用ELISA法[18]檢測SEP-0a對RAW264.7細胞分泌TNF-α、IL-1β以及IL-6的影響。將RAW264.7細胞(5 000個/孔)接種于96孔板,在含有5%二氧化碳恒溫(37℃)培養箱中培養24 h,棄去上清,設置6個實驗組,分別為空白對照組(DMEM基礎培養液)、SEP-0a不同濃度給藥組(50、100、500、1 500 μg/mL)、陽性對照組(LPS 1 μg/mL),繼續培養24 h,吸取上清,并將其轉移至新的無菌離心管中,2 500 r/min離心20 min,取上清待測。使用ELISA試劑盒根據說明對TNF-α、IL-1β以及IL-6進行測定,在450 nm處檢測吸光度值。
1.2.9 SEP-0a對巨噬細胞中TNF-α、IL-1β以及IL-6基因表達的影響 采用qPCR法[19]檢測SEP-0a對RAW264.7細胞中TNF-α、IL-1β以及IL-6基因表達的影響。取濃度為1×106個/mL的RAW264.7細胞接種于6孔板,在含有5%二氧化碳恒溫(37℃)培養箱中培養24 h,棄去上清,設置6個實驗組,分別為空白對照組(DMEM基礎培養液)、SEP-0a不同濃度給藥組(50、100、500、1 500 μg/mL)、陽性對照組(LPS 1 μg/mL),繼續培養24 h,吸取細胞懸液至新的無菌管中,離心收集細胞,每管加1 mL RNA提取液(Trizol),吹打細胞至完全裂解后靜置5 min。按照5∶1的比例加入200 μL氯仿后混勻靜置3 min,4℃ 12 000 r/min離心15 min,取上層無色水相并加入等體積的異丙醇,顛倒混勻沉淀15 min,離心棄上清。加入1 mL 75%乙醇洗滌,4℃ 12 000 r/min離心5 min,棄上清后離心管倒置晾干,加入20 μL無菌水使其充分溶解得到總RNA。按照反轉錄試劑盒說明書,將總RNA反轉錄成cDNA,進行qPCR檢測,根據2-△△Ct相對定量法計算目的基因的相對表達量。引物序列見表1。

表1 引物序列Table 1 Primer sequences
1.2.10 SEP-0a對巨噬細胞NF-κB信號通路相關蛋白表達的影響 采用Western blot法[20]檢測SEP-0a對巨噬細胞NF-κB通路蛋白表達的影響。將RAW264.7細胞(1×106個/孔)接種于6孔板,在含有5%二氧化碳恒溫(37℃)培養箱中培養23 h,棄去上清,按要求加入BAY11-7082和DMEM基礎培養液后培養1 h,棄去上清,設置8個實驗組,其中分別為空白對照組(DMEM基礎培養液)、陽性對照組(LPS 1 μg/mL)、SEP-0a不同濃度給藥組(50、100、500、1 500 μg/mL)、500 μg/mL SEP-0a(加入10 μmol/L BAY11-7082孵育過的一組)、抑制劑組(10 μmol/L BAY11-7082孵育過的另一組與DMEM基礎培養液),繼續培養24 h,棄上清,PBS重復洗滌兩次,將細胞懸液轉移至離心管中,離心5 min,4℃ 1 200 r/min,棄去PBS,向離心管內加入RIPA裂解液3-5 min。裂解時間為30 min,此操作在冰上進行,離心10 min,條件為4℃ 12 000 r/min,上清為總蛋白溶液。
BCA法定量蛋白,加入5×上樣緩沖液,進行15 min沸水浴,-20℃保存備用。蛋白樣品進行SDSPAGE電泳,電轉移至PVDF膜。加入5%脫脂牛奶后將其室溫封閉30 min,加入一抗(1∶1 000),4℃孵育搖床過夜。TBST中脫色搖床快速洗脫5 min,一共洗脫3次,加入二抗(1∶5 000),室溫慢搖30 min,TBST中脫色搖床快速洗脫5 min,一共洗脫3次。采用ECL化學發光法檢測目的條帶的信號強度,曝光條件要根據不同的發光強度進行調整,保存成像。
1.2.11 SEP-0a對巨噬細胞在使用NF-κB特異阻斷劑后的促進作用 取濃度為2.5×105個/mL的RAW264.7細胞接種于96孔板,在含有5%二氧化碳恒溫(37℃)培養箱中培養12 h,棄去上清,設置4個實驗組,其中兩組加入用基礎培養液稀釋為10 μmol/L的BAY11-7082 100 μL,剩余兩組分別加入100 mL DMEM基礎培養,在含有5%二氧化碳恒溫(37℃)培養箱中孵育培養1 h,取出后棄去上清,其中加入BAY11-7082組在棄去上清以后,一組加入SEP-0a 500 μg/mL,一組加入DMEM基礎培養液,剩余兩組也分別加入DMEM基礎培養液與500 μg/mL SEP-0a,放回培養箱繼續培養24 h后,吸取上清于無菌離心管中,在2 500 r/min下離心20 min。NO檢測方法同1.2.7,細胞因子TNF-α、IL-1β、IL-6的檢測方法同1.2.8,NO、TNF-α、IL-1β、IL-6基因檢測方法同1.2.9,引物序列見表2。

表2 引物序列Table 2 Primer sequences
采用DEAE-52離子交換層析對元蘑多糖SEP進行分離純化。如圖1-A所示,經過蒸餾水、0.1 mol/L NaCl、0.3 mol/L NaCl洗脫后,得到3個多糖組分,收集含量最高的水洗多糖組分并命名為SEP-0。

圖1 元蘑多糖洗脫曲線Fig. 1 Elution curve of S. edulis polysaccharide
進一步利用Sephacryl S-400葡聚糖凝膠過濾層析對元蘑多糖SEP-0進一步純化得到多糖組分SEP-0a,洗脫曲線如圖1-B所示,SEP-0a為單一對稱峰。
成分測定結果表明,元蘑多糖SEP-0a中總糖含量為81.67%,未檢測到蛋白質含量。
采用HPGPC-ELSD法對元蘑多糖SEP-0a的分子量進行檢測。如圖2所示,SEP-0a分子量洗脫峰為單一對稱峰,表明其為均一多糖組分。按照標準曲線(y=-0.162 6x+7.407 9,R2=0.995 9)計算得到SEP-0a的相對分子量為4.23×104Da。

圖2 SEP-0a高效凝膠滲透色譜洗脫曲線Fig. 2 Elution curve of SEP-0a high performance gel permeation chromatography
采用IEC-HPLC法對元蘑多糖SEP-0a的單糖組成進行檢測。結果如圖3所示,元蘑多糖SEP-0a主要由半乳糖(Gal)、甘露糖(Man)、葡萄糖(Glc)和巖藻糖(Fuc)組成,其摩爾百分比為48.27∶26.02∶16.26∶9.03。

圖3 SEP-0a離子色譜圖Fig. 3 SEP-0a ion chromatogram
進一步采用傅里葉變換紅外光譜檢測元蘑多糖SEP-0a的結構,結果如圖4所示,3 388 cm-1處有信號峰的出現,這是因為O-H的伸縮振動;在2 929 cm-1周圍的吸收峰是C-H的伸縮振動;吸收峰出現在1 353 cm-1、1 147 cm-1和1 074 cm-1,這意味著SEP-0a含有吡喃糖環;β-D-吡喃糖的特征吸收峰在872 cm-1處表示;因為802 cm-1和附近存在吸收峰,所以還證明了α構型的存在。

圖4 SEP-0a紅外光譜圖Fig. 4 Infrared spectrum of SEP-0a
采用CCK-8法檢測SEP-0a對RAW264.7細胞增殖的影響,結果如圖5所示,隨著SEP-0a濃度不斷增加,其細胞增殖率也逐漸提高,并且具有一定的濃度依賴性。當SEP-0a濃度在100-1 500 μg/mL的范圍時,與空白組相比差異極顯著(P<0.01),說明SEP-0a可以增強巨噬細胞的增殖能力。

圖5 不同濃度SEP-0a對RAW264.7細胞增殖的影響Fig. 5 Effects of SEP-0a at different concentrations on the proliferation of RAW264.7 cells
采用中性紅法檢測SEP-0a對RAW264.7細胞吞噬作用的影響,結果如圖6所示,隨著SEP-0a濃度的增加,其吸光度值也逐漸增強,并且具有一定的濃度依賴性。當SEP-0a濃度為500-1 500 μg/mL時,與空白組相比有極顯著差異(P<0.01)。這表明SEP-0a可以增強巨噬細胞的吞噬能力。

圖6 不同濃度SEP-0a對RAW264.7細胞吞噬作用的影響Fig. 6 Effects of SEP-0a at different concentrations on the phagocytosis of RAW264.7 cells
采用2',7’-二氯熒光黃雙乙酸鹽(DCFH-DA)熒光探針法檢測SEP-0a對RAW264.7巨噬細胞產生ROS的影響,結果如圖7所示,隨著SEP-0a濃度的不斷升高,熒光強度逐漸增強,且具有一定的濃度依賴性,當SEP-0a濃度范圍在500-1 500 μg/mL時,與空白組相比有極顯著差異(P<0.01),說明其可促進RAW264.7細胞產生ROS。

圖7 不同濃度SEP-0a對RAW264.7細胞分泌ROS的影響Fig. 7 Effects of SEP-0a at different concentrations on the ROS secretion of RAW264.7 cells
采用一氧化氮法檢測SEP-0a對RAW264.7細胞分泌NO影響。結果如圖8所示,NO的含量隨著SEP-0a濃度的增加而提高,并與空白組相比,差異極顯著(P<0.01),具有一定的濃度依賴性,這表明SEP-0a能提高RAW264.7細胞分泌NO的能力。

圖8 不同濃度SEP-0a對RAW264.7細胞分泌NO的影響Fig. 8 Effects of SEP-0a at different concentrations on NO secretion by RAW264.7 cells
采用ELISA法檢測SEP-0a對RAW264.7細胞分泌TNF-α、IL-1β以及IL-6的影響。結果如圖9所示,隨著SEP-0a濃度梯度不斷增加,TNF-α、IL-1β和IL-6的含量也逐漸提高,有一定的濃度依賴性。當濃度為100-1 500 μg/mL時,與空白組相比TNF-α與IL-6含量顯著增加(P<0.01);而當濃度為500-1 500 μg/mL時,與空白組相比IL-1β含量顯著提高,具有極顯著性差異(P<0.01),說明SEP-0a可促進RAW264.7細胞分泌TNF-α、IL-1β和IL-6。

圖9 不同濃度SEP-0a對RAW264.7細胞分泌TNF-α(A)、IL-1β(B)、IL-6(C)的影響Fig. 9 Effects of SEP-0a at different concentrations on TNF-α(A), IL-1β(B)and IL-6(C)secretion by RAW264.7 cells
采用qPCR法檢測SEP-0a對RAW264.7細胞TNF-α、IL-1β以及IL-6基因表達的影響。結果如圖10所示,隨著SEP-0a濃度梯度不斷增加,TNF-α、IL-1β和IL-6的基因表達量也顯著增高,與空白組相比,差異極顯著(P<0.01),有一定的濃度依賴性。說明SEP-0a可以促進巨噬細胞內TNF-α、IL-1β和IL-6基因的表達,與ELISA結果一致。
NF-κB是一種重要的核轉錄因子,可以快速激活巨噬細胞,刺激轉錄系統,導致主要趨化因子、細胞因子和炎癥介質的瞬時表達[21]。它是Rel家族中蛋白質異源或同源二聚化形成的重要轉錄因子之一,包括NF-εB1(也稱為p50)、NF-ωB2(也稱為p52)和RelA(也稱為p65),其中p65是最為常見的形式,p65蛋白表達上調證明NF-κB通路被激活[22-23]。本研究進一步采用Western blot法考察了SEP-0a對巨噬RAW264.7細胞NF-κB通路蛋白表達的影響,實驗結果如圖11所示,隨著SEP-0a濃度梯度增加,對RAW264.7細胞NF-κB信號通路p-p65蛋白表達上調越明顯,具有一定的濃度依賴性,差異極顯著(P<0.01)。但是在加入BAY11-7082抑制劑后,p-p65蛋白表達則會明顯下調。該實驗結果進一步證實SEP-0a能夠通過NF-κB信號通路調控巨噬細胞免疫功能。

圖11 SEP-0a對RAW264.7細胞蛋白磷酸化的影響Fig. 11 Effects of SEP-0a on protein phosphorylation in RAW264.7 cells
BAY11-7082是一種NF-κB的特異性阻斷劑,采用通路阻斷法初步研究SEP-0a對RAW264.7細胞的免疫調節作用。結果如圖12,RAW264.7細胞經BAY11-7082抑制劑與SEP-0a共同作用下,與SEP-0a組比,其NO、TNF-α、IL-1β和IL-6的表達量顯著下降(P<0.01),這說明BAY11-7082抑制劑阻斷了SEP-0a刺激RAW264.7細胞NO、TNF-α、IL-1β和IL-6的表達。

圖12 NF-κB抑制劑對SEP-0a誘導RAW264.7分泌NO(A)、TNF-α(B)、IL-1β(C)和IL-6(D)的影響Fig. 12 Effects of NF-κB inhibitors on the secretions of NO(A), TNF-α(B), IL-1β(C)and IL-6(D)induced by SEP-0a in RAW264.7 cells
基因表達變化數據如圖13,RAW264.7細胞經BAY11-7082抑制劑與SEP-0a共同作用下,與SEP-0a組比,其NO、TNF-α、IL-1β和IL-6的基因表達明顯減弱(P<0.01),與ELISA結果一致。進一步說明SEP-0a可以激活NF-κB信號通路從而發揮免疫調節作用。

圖13 NF-κB抑制劑對SEP-0a誘導RAW264.7中NO(A)、TNF-α(B)、IL-1β(C)和IL-6(D)基因表達的影響Fig. 13 Effects of NF-κB inhibitors on SEP-0a on the gene expressions of NO(A), TNF-α(B), IL-1β(C)and IL-6(D)by RAW264.7 cells
多糖的相對分子質量、單糖組成等與它的生物活性緊密相關[24]。Li等[25]對元蘑多糖NTHSP進行分離純化,檢測其結構組成發現NTHSP是分子量為1.19×103-1.55×104Da,并且由阿拉伯糖、甘露糖、葡萄糖、半乳糖組成的一種具有高分支結構的葡聚糖。Li等[26]研究元蘑多糖結構,結果得到元蘑多糖HW-HSP分子量分布為3.87×104-4.62×106Da,并且由葡萄糖、半乳糖、甘露糖、阿拉伯糖和核糖5種單糖組成,含有O-H、C-H以及吡喃糖環等。本研究獲得的元蘑多糖SEP-0a主要由半乳糖、甘露糖、葡萄糖和巖藻糖組成,相對分子量為4.23×104Da,并且具有α構型與β構型,與其他元蘑多糖相比,其單糖組成及分子量分布均不相同,因此,推測本研究發現的SEP-0a可能是一種新的元蘑多糖。
巨噬細胞對于機體免疫系統來說十分重要,可以分泌ROS、NO、TNF-α、IL-1β和IL-6等,具有調節免疫、抑制癌細胞增殖等作用[27]。ROS可以氧化細胞脂質,使蛋白質失活,并殺傷病原微生物及自身異常細胞[28]。NO是重要的活性介質,對病毒及癌細胞等的免疫應答有著抑制和殺傷作用,從而使免疫能力得到提高[29]。TNF-α可以激活中性粒細胞和淋巴細胞,并促進其他細胞因子的合成和釋放[30];IL-1β常大量產生在炎癥初期階段,其可以對局部進行激活,同時也是繼發性炎癥介質產生的誘因之一[31];IL-6作為十分重要的促炎細胞因子,可以誘導B細胞的分化以及T細胞增殖分化,影響抗體的產生,參與機體免疫應答[32]。研究發現,真菌多糖具有較好的免疫活性。苗月等[33]發現蛹蟲草多糖可以增強巨噬細胞的吞噬活性,促進NO和IL-1β的分泌,調節小鼠巨噬細胞RAW264.7免疫活性。Ren等[34]發現可以刺激RAW264.7產生NO、IL-6和TNF-α并且增強它們的活性從而調節其對RAW264.7巨噬細胞的潛在免疫活性。郝正祺等[35]發現繡球菌子實體多糖能夠提高巨噬細胞內TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-3、IL-10、IFN-β免疫因子mRNA的表達量。本研究考察了元蘑多糖組分SEP-0a對巨噬細胞RAW264.7的體外免疫調節活性,并發現經過元蘑多糖SEP-0a給藥后,RAW264.7細胞的增殖與吞噬能力顯著提高,并且可以增強ROS和NO的分泌,提高TNF-α、IL-1β和IL-6的表達,均具有劑量依賴性。說明本研究報道的元蘑多糖SEP-0a對巨噬細胞RAW264.7具有較強免疫調節活性。
NF-κB可以通過快速調節細胞內基因的表達來調節某些生理和病理過程,作為核轉錄因子,它很容易被激活,從而誘導信號級聯反應的發生,進行核轉位,啟動下游基因的轉錄,促進蛋白的表達及炎癥相關因子的合成與分泌[36-37]。其中p65是NF-κB信號通路中最常見的形式,它在NF-κB通路中的表達通常與局部或全身的細胞炎癥反應呈正相關,因此p65蛋白表達上調可以證明NF-κB信號通路被激活[38]。Liao等[39]發現竹蓀多糖可以通過MAPK/NF-κB信號通路來調節NO和TNF-α等活性因子的分泌,從而發揮免疫調節作用。Wang等[40]發現NF-κB通路參與了黑虎掌菌誘導的RAW264.7細胞活化,經過NF-κB信號通路的抑制劑BAY11-7082處理后,其誘導RAW264.7細胞所分泌NO和TNF-α的能力被有效抑制。本研究發現,SEP-0a可以使NF-κB信號通路中p65蛋白磷酸化的表達被明顯上調,但是在加入NF-κB特異阻斷劑BAY11-7082后,NF-κB信號通路中p65蛋白的高表達則被抑制。同時,使用BAY11-7082與SEP-0a共同處理后,與SEP-0a組比其NO、TNF-α、IL-1β以及IL-6的表達量均明顯降低。這些結果進一步證實,元蘑多糖SEP-0a能夠通過NF-κB信號通路發揮巨噬細胞的免疫調節功能。
本研究通過分離純化從元蘑中獲得一種新的均一多糖組分SEP-0a,該多糖主要由半乳糖、甘露糖、葡萄糖和巖藻糖組成,相對分子量為4.23×104Da,并且具有α構型與β構型。體外細胞實驗證明SEP-0a可以通過NF-κB信號通路,提高巨噬細胞的增殖和吞噬能力,并增強ROS與NO的分泌,以及TNF-α、IL-1β和IL-6的表達,進而發揮免疫調節作用。