灰樹花多糖的生物活性及作用機制研究現狀與展望

摘 " "要：灰樹花多糖作為重要的活性成分，具有抗腫瘤、抗氧化、抗病毒、調節腸道菌群、消炎、免疫調節等多種生物活性。近年來，關于灰樹花多糖生物活性的研究備受關注，其廣泛應用于在保健食品、抗癌藥物等多個領域。通過總結近年來相關領域的文獻研究，從灰樹花多糖的提取工藝、結構特性、生物活性和作用機制等方面重點展開論述，并以此為基礎對其未來的發展方向進行展望，以期為灰樹花多糖的深入研究和綜合應用提供參考。

關鍵詞：灰樹花多糖；產品應用；提取工藝；生物活性；作用機制

中圖分類號：S646.2 文獻標志碼：A 文章編號：1673-2871（2025）02-007-09

Current situation and prospect of research on bioactivity and mechanism of Grifolia frondose polysaccharide

GONG Fengping1， ZHANG Yingxiang1， ZHONG Sizhi1， ZHU Wei1， DUAN Qinghu1， RAN Zhongping1， HUANG Dongli1， FAN Jiahui2

（1. Xinyang Academy of Agricultural Science， Xinyang 464000， Henan， China; 2. Xinyang Agricultural Technology Service Center ， Xinyang 464000， Henan， China）

Abstract： As the main active ingredient of Grifola frondose， Grifola frondose polysaccharide had a variety of biological activities such as antitumour， antioxidant， antiviral， regulation of intestinal flora， anti-inflammatory， and immunomodulation. In recent years， research on the bioactivity of Grifola frondose polysaccharide has attracted much attention， and they have been widely used in many fields， such as health foods and anticancer drugs. By summarising the relevant literature studies in recent years， this paper focused on the structural properties， extraction process， bioactivity and mechanism of action of polysaccharides from Grifola frondose. And as a basis for its future development， in order to provide a reference for the in-depth research and comprehensive application of Grifola frondose polysaccharide.

Key words： Grifola frondose polysaccharide; Product application; Extraction process; Biological activity; Mechanism of action

灰樹花（Grifola frondose）是一種珍稀的食藥兩用菌，隸屬于擔子菌門層菌綱非褶菌目多孔菌科樹花屬[1-4]。灰樹花不僅外形美觀，味道鮮美，同時還富含多種功效成分，包括多糖、多酚、有機酸、維生素、蛋白質和微量元素等[4-5]。我國很早就有關于灰樹花的記載，《神農本草經》記載灰樹花可用于改善脾胃疾病，安神定志[6]。現代醫學研究證明，灰樹花“性平、味甘、無毒”，可以潤肺保肝、補氣健脾[5]。此外，灰樹花的提取物還具有抗腫瘤、抗氧化、免疫調節、降血糖、降脂、抗病毒和抗炎等多種藥用價值，可廣泛應用于普通食品、保健食品和藥品的開發，具有廣闊的應用前景[7]。

多糖是灰樹花的主要活性成分。據中國知網數據統計（圖1），截止到2023年，與灰樹花相關的研究中，多糖相關的文獻出現的頻次最高，這表明多糖是灰樹花研究領域的熱門話題。

根據灰樹花多糖的不同功能，其產品研發方向如圖2所示。目前國內外已有多家公司研發生產灰樹花多糖相關的產品，如青島三生生物開發的“三生灰樹花多糖膠囊”，浙江方格藥業研發的“麥特消灰樹花膠囊”，深圳中科海外科技有限公司生產的“茸通膠囊”以及美國Premium食品研究所研制的復合舞茸膠囊等[8]。雖然灰樹花多糖可以作為很多食品、保健品和藥品的原料，但目前我國灰樹花多糖相關終端產品的研發仍面臨市場接受度低、品類單一、研發技術不成熟等不利因素，特別是在多糖功能利用方面，與西方發達國家仍有一定差距。本文綜述了灰樹花多糖提取工藝、結構特性、生物活性和作用機制等方面的研究進展，旨在為灰樹花保健功能食品、抗腫瘤藥品開發提供借鑒和參考。

1 灰樹花多糖的提取工藝和結構特性

1.1 灰樹花多糖的提取工藝

灰樹花多糖的提取方法很多，常用的有熱水提取法、酶解收集法、酸提法、堿提法和醇提法等[9]，具體步驟如圖3所示。灰樹花子實體先經過剪碎、烘干、磨粉、過篩等預處理后熱水浸提，即通過向灰樹花粉末中加入蒸餾水，在高溫下（70～95 ℃）結合輔助提取技術來提高灰樹花多糖的產率[10]。目前最常見的輔助提取技術有超聲輔助、微波輔助、酸輔助、堿輔助及酶輔助等，這些輔助技術的主要目的是幫助溶劑穿透外層到達細胞壁內部，促進多糖從致密基質中釋放出來[11]。然后通過離心得到上清液并在其中加入無水乙醇（終濃度85%）4 ℃沉淀過夜，再通過丙酮、乙醚等有機溶劑洗滌，將多糖與脂類、酚類等化合物分離[12]，最后得到含有蛋白、低聚糖、色素等雜質的粗多糖，粗多糖經過脫蛋白、超濾膜透析等技術純化即得到精多糖[10]。

1.2 灰樹花多糖的結構特性

灰樹花多糖結構復雜，通常包括具有1，3、1，4和1，6-糖苷鍵的同型多糖α/β-葡聚糖，以及由兩個或多個不同單糖（如葡萄糖、木糖、半乳糖和甘露糖）連接而成的雜多糖[13-14]。目前對其結構特性的研究主要集中在單糖組成、單糖含量、相對分子質量等一級結構方面，而對其結構和生物活性的研究較少。其中，對多糖一級結構的研究通常會用到高效液相色譜（high performance liquid chromatography，HPLC）、高效尺寸排除色譜（high-performance size exclusion chromatography，HPSEC）、傅里葉紅外光譜（fourier-transform infrared spectroscopy，FITR）、X射線衍射（X-ray diffraction，XRD）等方法[15]。此外，隨著科學技術的發展，分子模擬、甲基化分析、高分辨率質譜技術等也用于研究灰樹花多糖的結構特性[16]。

灰樹花多糖的生物學活性與其自身的分子質量、單糖組成、糖苷鍵的連接方式、分支比例、化學結構和鏈構象等因素密切相關[17-18]。趙厚寬[19]通過甲基化分析測定了灰樹花多糖是一種支鏈多糖，其主鏈主要由1，4-D-葡萄糖和少量的l，4-吡喃甘露糖苷、T-D-葡萄糖、T-D-半乳糖和l，6-半乳糖分支組成。研究表明，多糖的分支結構越多，其生物活性越強[18]。許盈盈[20]利用剛果紅試驗證明了灰樹花多糖具有三螺旋結構，由于螺旋結構的存在，多糖往往會表現出更高的生物活性。此外，通過對其分子質量大小的測定，研究人員還發現分子質量大的灰樹花多糖往往具有更高的抗腫瘤活性，而分子質量小的灰樹花多糖抗氧化活性可能更高[18]。總之，目前對灰樹花多糖結構特性的研究還處在初級階段，未來還有很大的研究空間。

2 灰樹花多糖的生物活性和作用機制

2.1 灰樹花多糖的生物活性

自1984年研究人員首次對灰樹花多糖（GFP）的抗腫瘤作用進行研究以來[21]，經多年探索，發現灰樹花多糖具有多種生物活性，包括免疫調節[22-25]、腸道菌群調節[26-27]、抗氧化[28-29]、消炎[30-33]、抗腫瘤[10，34-38]、抗病毒等，如表1所示。

2.2 灰樹花多糖的作用機制

2.2.1 免疫調節活性及作用機制 研究證明，天然多糖可以影響細胞因子的產生和釋放，調節免疫細胞的互作和信號轉導，增強免疫細胞的分化和功能，從而維持免疫系統的穩定性和平衡性[22]。作為食用菌中提取到的天然活性物質，灰樹花多糖在免疫調節方面作用顯著。韓麗榮等[22]研究了灰樹花多糖A組分（EXGFP-A）對巨噬細胞RAW264.7的免疫調節活性。研究發現，EXGFP-A可以促進巨噬細胞RAW264.7的增殖、顯著增加細胞因子TNF-α、IL-1、IL-6、IL-12、IFN-γ的分泌及上調iNOS的mRNA表達水平，通過多途徑激活RAW264.7細胞，達到了增強機體免疫活性的目的。Seo等[23]研究了灰樹花多糖（G1、G2、G3）對人體細胞的免疫增強作用，結果顯示，從灰樹花子實體中提取到的β-葡聚糖通過促進細胞因子的釋放來增強免疫力。張佳惠[24]證明了灰樹花多糖GFP能增加兔血清細胞因子中IL-6、TNF-α、IL-1β的含量，從而達到增強兔免疫功能的目的。Vetvicka等[25]也報道了灰樹花多糖MTG通過刺激免疫細胞的吞噬活性，促進細胞因子TNF-α、IFN-γ和IL-2的釋放來發揮免疫調節作用。

2.2.2 腸道菌群調節活性及作用機制 研究發現，腸道微生物在肥胖、糖尿病、癌癥、炎癥性疾病等調節中發揮關鍵作用[24]。不同菌群之間相互制約，維持腸道健康，當菌群關系發生紊亂時會導致很多健康問題，例如擬桿菌門和厚壁菌門失調會導致肥胖[27]。正常人的腸道菌群主要包含四大類，即厚壁菌門（Firmicutes）、擬桿菌門（Bacteroidetes）、變形菌門（Proteobacteria）和放線菌門（Actinobacteria）[39]。研究表明，腸道中的有益菌群一方面可以吸收利用灰樹花多糖的降解產物，有利于其在腸道中增殖[40-41]，另一方面其數量的增加可以抑制有害菌群的生長[18]。因此，研究多糖對腸道菌群的調節作用對人體的健康有重要意義。Chen等[26]研究結果顯示，灰樹花多糖GFP-N處理組中小鼠腸道菌群中擬桿菌門豐度增加，厚壁菌門和變形菌門豐度降低，這說明可以通過調節腸道菌群結構來降低小鼠的血糖含量。此外，灰樹花多糖可以通過調節IRS1/PI3K和JNK信號通路，提高肝臟胰島素抵抗能力。Pan等[27]也證實了灰樹花多糖可以通過提高產生短鏈脂肪酸的有益菌的豐度來調節腸道微生物群的結構，改善了糖尿病模型大鼠的糖脂代謝功能。張佳惠[24]通過脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）免疫應激模型，研究了灰樹花多糖對應激兔腸道菌群的影響，結果表明，飼糧中添加灰樹花多糖有利于增加兔盲腸中的有益菌擬桿菌門和厚壁菌門的細菌含量，抑制有害菌疣微菌門和脫硫菌門的細菌生長，保護腸道黏膜，改善腸道代謝功能和機體健康。

2.2.3 抗氧化活性及作用機制 現代醫學研究表明，機體在代謝過程中會產生大量的活性氧（reactive oxygen species，ROS），過多的ROS積累可以改變蛋白質和其他分子，如脂質和DNA，導致細胞損傷，進而增加衰老和各種相關疾病發生的風險（如肥胖癥、糖尿病、心血管疾病等）[42]。天然來源的多糖類化合物具有良好的抗氧化活性，可以通過調控相關代謝通路的關鍵蛋白和清除自由基等途徑起到抗氧化的作用[43]。這些代謝通路中有一些關鍵的調控因子，如促衰變因子（decay accelerating factor ， DAF）、BZIP結構域蛋白（protein skinhead-1，skn-1）、核因子E2相關轉錄因子2（nuclear factor E2 related factor 2，Nrf2）等[44]。Aranaz等[28]通過灰樹花多糖體內抗氧化試驗證明，灰樹花多糖不僅能顯著降低線蟲的脂肪含量，還可以抑制細胞內活性氧自由基和衰老脂褐素的產生，其體內抗肥胖和抗氧化活性可以分別通過上調DAF-2/DAF-16和SKN1/NRF-2信號通路進行介導。

此外，對灰樹花多糖進行硒化修飾可以顯著提高其抗氧化活性。Li等[29]通過體外抗氧化試驗證明了灰樹花多糖（GFP2）具有較高的抗氧化能力和免疫刺激活性，經過硒化修飾的SeGFP2對DPPH自由基的清除能力和金屬離子Fe2+的螯合能力均明顯高于GFP2，這可能是由于硒的加入提高了多糖提供氫原子的能力，從而增強了原始多糖的抗氧化活性。

2.2.4 消炎活性及作用機制 炎癥反應是一種非常復雜的病理過程，通常會產生大量自由基、氮活性物質（NO）和促炎因子（如TNF-α、IL-6和IL-1β）[45]。持續的炎癥反應會導致患癌癥、關節炎、心血管疾病、代謝綜合征等疾病的風險增加，因此，減少炎癥反應的發生對保護身體健康至關重要[46]。張彬彬等[30]研究了灰樹花 β-葡聚糖的抗炎和鎮痛作用，結果表明，給肌肉注射4.0 mg·kg-1的灰樹花β-葡聚糖，可顯著抑制二甲苯引起的小鼠耳朵腫脹問題，這表明β-葡聚糖對急性炎癥具有抑制作用。此外，給小鼠肌肉注射3.2 mg·kg-1的灰樹花β-葡聚糖，可明顯抑制松節油導致的大鼠氣囊肉芽腫增生，說明β-葡聚糖對慢性炎癥也有顯著的抑制效果。Jiang等[31]在肥胖小鼠模型中研究了灰樹花多糖（GFPA）的抗炎作用，結果表明，GFPA可有效降低肥胖小鼠的脂肪堆積和炎癥浸潤，其主要作用途徑是通過toll樣受體4（TLR4）/核因子-kB（NF-kB）信號通路調節慢性炎癥。研究證明，TLR4/NF-kB信號通路在調控機體炎癥反應過程中發揮重要作用[47]。Wu等[33]通過體外試驗證明了灰樹花多糖通過抑制促炎基因的轉錄因子NF-kB的表達，抑制促炎因子（TNF-α、IL-6和IL-1β）和ROS的產生，從而發揮消炎作用。Su等[32]也通過對比試驗證明了灰樹花多糖可以通過抑制NF-kB的表達，減少促炎因子（TNF-α和IL-6）的分泌來達到消炎的目的。

2.2.5 抗腫瘤活性及作用機制 研究表明，腫瘤的發生與腸道菌群健康[48]、氧化應激[49]和炎癥反應[46]等密切相關。與合成化學物質相比，天然來源的活性物質具有安全有效的抗腫瘤作用[50]，其中，灰樹花多糖已被證明具有較強的抗腫瘤活性，其主要作用機制有兩種，第一種是激活宿主的免疫系統，增強宿主的免疫能力，間接發揮抗腫瘤作用[37]。Noriko Kodama等[34]從灰樹花中提取到多糖D-組分（D-fraction），并通過給患者口服D-組分驗證其抗腫瘤效果，結果表明，D-組分主要通過刺激NK細胞活性來抑制腫瘤的生長。Chen等[35]也證明了灰樹花多糖GFP-A的免疫調節作用，通過促進腫瘤小鼠體內脾臟淋巴細胞的增殖，增強NK細胞的殺傷活性以及CD4+和CD8+T細胞的活性，來發揮免疫促進作用。Zhang等[36]模擬了人體胃酸環境下灰樹花多糖GFP-A的消化吸收過程并研究其抗腫瘤活性，結果表明，GFP-A能保護免疫器官，增強免疫活性，促進細胞因子TNF-α、IL-2和IFN-γ的分泌，誘導免疫應答，使腫瘤細胞的生長周期停留在G1期，從而抑制S180腫瘤細胞的生長。第二種是直接作用于腫瘤細胞，誘導其凋亡。這個過程中涉及很多關鍵的蛋白和信號通路，如半胱氨酸蛋白酶家族（caspases）、B淋巴細胞瘤-2（B-cell lymphoma-2，Bcl-2）基因家族和Bcl-2關聯X蛋白（BCL2-Associated X，Bax）亞家族等相關蛋白都是調控細胞凋亡的關鍵酶蛋白[51]。其中，Bax是Bcl-2的同源蛋白，是Bcl-2基因家族中細胞凋亡的促進基因，當Bax過表達時可引起細胞凋亡[52]。此外，蛋白激酶B/糖原合成酶激酶3β（AKT/GSK-3β）信號通路也具有調控細胞凋亡的重要作用[53]。Yu等[37]通過體外培養試驗驗證灰樹花酸溶性多糖（GFAP）對人肝癌細胞株增殖的抑制作用，結果表明，GFAP的加入能有效抑制H22和HepG2細胞的增殖，其主要作用途徑是將細胞增殖分別阻滯在G1期和S期，通過提高線粒體膜的通透性，導致Bax/Bcl-2、細胞色素c和細胞凋亡蛋白酶-3/-9（Caspase-3/-9）的表達上調，從而導致肝癌細胞凋亡。Zhang等[38]通過灰樹花多糖體內試驗證明了GFP通過抑制AKT/GSK-3β通路蛋白磷酸化，促進Bax、Cleaved caspase-3和Caspase-8的表達，從而誘導人乳腺癌細胞凋亡。張文嶺等[10]也證實了灰樹花多糖PGF對人乳腺癌細胞株MCF-7的增殖有明顯的抑制作用，研究發現加入PGF的試驗組中控制細胞凋亡的調節蛋白Bax、Bcl-2、Caspase-3的表達水平明顯高于對照組，說明灰樹花多糖可以通過激活細胞凋亡的蛋白通路誘導癌細胞凋亡。總的來說，灰樹花多糖的抗腫瘤活性已被多個研究證實，未來將會在天然活性成分抗腫瘤領域發揮巨大作用。

2.2.6 其他生物活性 灰樹花多糖還有抗病毒、抗輻射、降血壓、抑菌等功能。高應瑞等[54]研究發現，灰樹花發酵的胞外多糖對新城疫病毒有很好的抑制作用。王文秀等[55]研究了灰樹花β-葡聚糖對非洲綠猴腎細胞（Vero E6細胞）的抗病毒作用，結果表明，灰樹花β-葡聚糖對Ⅰ型單純皰疹病毒的增殖有明顯的抑制作用。汪維云等[56]研究發現，灰樹花多糖可以保護小鼠免受Co-γ射線的傷害，具有防輻射作用。Fasciana等[57]研究灰樹花提取物對金黃色葡萄球菌生物膜形成的影響，結果表明，灰樹花提取物可以抑制耐甲氧西林金黃色葡萄球菌生物膜的形成，從而發揮抑菌作用。

3 總結與展望

灰樹花多糖生物活性較強，不僅能增強宿主免疫細胞吞噬活性，促進細胞因子的釋放，誘導免疫應答，還能提高腸道有益菌的豐度，抑制有害菌的生長，維持腸道菌群健康，同時能清除自由基，激活關鍵轉錄因子（DAF、skn-1、Nrf2等），調節氧化相關代謝通路抗氧化，抑制促炎基因的轉錄因子NF-kB的表達，減少促炎因子的分泌來抑制炎癥的發生，更重要的是其抗腫瘤功效，通過誘導細胞凋亡蛋白的表達，激活相關信號通路（Bax/Bcl-2、Caspase-3/-9等），誘導腫瘤細胞凋亡，使癌癥患者在食用這種無毒副作用保健藥品的同時可以增強免疫力、治療疾病，比其他靶向治療、放化療更有優勢。灰樹花多糖作為灰樹花最主要的生物活性成分，抗癌功效挖掘潛力巨大。但目前在多糖提取工藝、構效關系、靶向修飾、分子機制等研究過程中還存在諸多問題，針對提取工藝復雜、產率不高的問題，可以研發綠色高效的提取方法，如微孔濾膜過濾法、超濾膜透析法、尺寸排阻層析法、雙水相萃取分離法等[20，58]。針對多糖生物活性不高的問題，可通過甲基化、硒化、磷酸化和金屬離子等方法對灰樹花多糖進行修飾，來提高其生物活性，擴大應用范圍[59]。灰樹花多糖的結構復雜，目前對其構象研究還處在初步階段，未來可以通過冷凍電鏡、X射線晶體技術、NMR技術等新型技術更加深入地解析其多糖鏈結構[60]。香菇多糖因結構復雜，現有技術不能準確判斷多糖在體內消化、代謝的情況[61]，而目前對灰樹花多糖的生物活性及作用功效研究多停留在體外，因此進一步研究灰樹花多糖在體內消化、代謝的情況也至關重要。同時，提取特異性灰樹花多糖的合成基因并對其進行靶向修飾以進一步提高其生物活性也是未來研究的重點。

隨著人們對健康飲食的日趨重視，開發藥食同源的灰樹花飲品、保健品，使人們在享受美食的同時還可以增強機體免疫功能，達到養生保健效果，必將受到大眾消費者的喜愛。灰樹花系列保健產品的開發將成為今后的熱點，對促進灰樹花產業的健康發展具有重要意義。

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