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湖北中醫藥大學劉洪濤教授團隊 IJBM：黃芪多糖的結構表征及其抗炎活性

2023-05-15 來源：高分子科技

近日，湖北中醫藥大學劉洪濤教授團隊在生物大分子領域的國際期刊《International Journal of Biological Macromolecules》（Top一區，IF=8.025）發表了題為“Structural characterization and anti-inflammatory activity of polysaccharides from Astragalus membranaceus”（DOI：10.1016/j.ijbiomac.2023.124386）的研究成果。

該研究使用DEAE-52纖維素和Sephadex G-100柱層析從黃芪中分離出兩種新的均一多糖（APS-A1和APS-B1），并通過HPGPC、HPLC、UV-Vis、FT-IR、甲基化分析、GC-MS和NMR光譜等技術對二者進行了結構表征，同時基于LPS誘導的RAW264.7細胞證實了它們的抗炎活性及其作用機制。該研究表明黃芪均一多糖在抗炎方面的潛力，同時揭示了中藥黃芪發揮抗炎活性的物質基礎。

該論文的通訊作者為湖北中醫藥大學胡白飛博士和劉洪濤教授，第一作者為湖北中醫藥大學2020級碩士研究生陳廣明。

炎癥是對感染、組織損傷或有害刺激的典型防御反應。但炎癥過度會導致慢性疾病的發生和發展。許多疾病與過度炎癥反應密切相關，如動脈粥樣硬化、肝硬化、糖尿病和癌癥等。傳統的治療藥物有阿司匹林和糖皮質激素等，但長期使用會導致嚴重的不良反應。研究表明，天然來源的化合物具有干預炎癥性疾病的獨特生物活性，例如多酚、類黃酮和多糖。值得注意的是，多糖在保護機體免受炎性細胞因子攻擊方面表現出良好的性能。因此，它們被認為是值得進一步研究的抗炎候選物。

黃芪，是應用最廣泛的中藥之一，具有免疫調節、調節血糖血壓、抗炎、抗病毒、抗氧化損傷等多種生物活性。目前為止已從黃芪中分離出100多種化合物，包括皂苷、黃酮和多糖等。其中多糖是黃芪中的主要活性成分之一，由于其具有較低的毒性和特殊的生物活性，近年來逐漸成為醫藥和功能食品領域的熱點。

該研究采用熱水提取、乙醇沉淀、Sevag法脫蛋白、透析、凍干等方法，從蒙古黃芪中提取粗多糖（APS）。APS經DEAE-52纖維素柱層析和Sephadex G-100凝膠柱分離，得到兩個均一多糖組分，APS-A1和APS-B1。綜合運用高效凝膠過濾色譜、高效液相色譜、紅外光譜、紫外-可見光譜對均一多糖進行結構表征，利用甲基化分析和核磁共振波譜鑒定了糖苷鍵類型。結果顯示，APS-A1主要含有T-Glcp、1，4-Glcp和1，4，6-Glcp 3種糖殘基，并推測了它們的可能結構。確定APS-A1的骨架是1，4-連接的α-Glcp，一些1，4-連接的α-Glcp的O-6處連有α/β-Glcp殘基附著在主干上。APS-B1的骨架是1，4-連接的α-Glcp，夾雜著1，5-連接的α-Araf，一些1，4-連接的α-Glcp的O-6處有1，6-連接的α-Galp，這些末端被α/β-Glcp殘基取代形成分支。

圖1. APS-A1和APS-B1的化學結構。

基于LPS誘導的RAW264.7巨噬細胞模型，研究了黃芪均一多糖的抗炎活性。研究表明APS-A1和APS-B1在體外具有良好的抗炎活性，可以抑制炎癥細胞因子（TNF-α、IL-6和MCP-1）的表達和分泌，其機制是抑制NF-κB和MAPKs（ERK，JNK）信號通路來實現的。

圖2. APS-A1和APS-B1的抗炎活性。

該研究從黃芪中分離得到兩種均一的多糖APS-A1和APS-B1，并對其一級結構進行表征。同時證明二者具有良好的抗炎活性，可以通過抑制NF-κB和MAPK（ERK，JNK）信號通路，抑制炎癥細胞因子（TNF-α、IL-6和MCP-1）的表達和分泌。這些結果表明APS-A1和APS-B1具有良好的抗炎活性，可以作為一種潛在的抗炎補充劑。二者活性的差異可能與其結構特征有關，進一步的研究將集中在它們的生物活性和構效關系上。

文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.124386

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（責任編輯：xu）

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