湖北中医药大学刘洪涛教授团队 IJBM：黄芪多糖的结构表征及其抗炎活性

2023-05-15 来源：高分子科技

近日，湖北中医药大学刘洪涛教授团队在生物大分子领域的国际期刊《International Journal of Biological Macromolecules》（Top一区，IF=8.025）发表了题为“Structural characterization and anti-inflammatory activity of polysaccharides from Astragalus membranaceus”（DOI：10.1016/j.ijbiomac.2023.124386）的研究成果。

该研究使用DEAE-52纤维素和Sephadex G-100柱层析从黄芪中分离出两种新的均一多糖（APS-A1和APS-B1），并通过HPGPC、HPLC、UV-Vis、FT-IR、甲基化分析、GC-MS和NMR光谱等技术对二者进行了结构表征，同时基于LPS诱导的RAW264.7细胞证实了它们的抗炎活性及其作用机制。该研究表明黄芪均一多糖在抗炎方面的潜力，同时揭示了中药黄芪发挥抗炎活性的物质基础。

该论文的通讯作者为湖北中医药大学胡白飞博士和刘洪涛教授，第一作者为湖北中医药大学2020级硕士研究生陈广明。

炎症是对感染、组织损伤或有害刺激的典型防御反应。但炎症过度会导致慢性疾病的发生和发展。许多疾病与过度炎症反应密切相关，如动脉粥样硬化、肝硬化、糖尿病和癌症等。传统的治疗药物有阿司匹林和糖皮质激素等，但长期使用会导致严重的不良反应。研究表明，天然来源的化合物具有干预炎症性疾病的独特生物活性，例如多酚、类黄酮和多糖。值得注意的是，多糖在保护机体免受炎性细胞因子攻击方面表现出良好的性能。因此，它们被认为是值得进一步研究的抗炎候选物。

黄芪，是应用最广泛的中药之一，具有免疫调节、调节血糖血压、抗炎、抗病毒、抗氧化损伤等多种生物活性。目前为止已从黄芪中分离出100多种化合物，包括皂苷、黄酮和多糖等。其中多糖是黄芪中的主要活性成分之一，由于其具有较低的毒性和特殊的生物活性，近年来逐渐成为医药和功能食品领域的热点。

该研究采用热水提取、乙醇沉淀、Sevag法脱蛋白、透析、冻干等方法，从蒙古黄芪中提取粗多糖（APS）。APS经DEAE-52纤维素柱层析和Sephadex G-100凝胶柱分离，得到两个均一多糖组分，APS-A1和APS-B1。综合运用高效凝胶过滤色谱、高效液相色谱、红外光谱、紫外-可见光谱对均一多糖进行结构表征，利用甲基化分析和核磁共振波谱鉴定了糖苷键类型。结果显示，APS-A1主要含有T-Glcp、1，4-Glcp和1，4，6-Glcp 3种糖残基，并推测了它们的可能结构。确定APS-A1的骨架是1，4-连接的α-Glcp，一些1，4-连接的α-Glcp的O-6处连有α/β-Glcp残基附着在主干上。APS-B1的骨架是1，4-连接的α-Glcp，夹杂着1，5-连接的α-Araf，一些1，4-连接的α-Glcp的O-6处有1，6-连接的α-Galp，这些末端被α/β-Glcp残基取代形成分支。

图1. APS-A1和APS-B1的化学结构。

基于LPS诱导的RAW264.7巨噬细胞模型，研究了黄芪均一多糖的抗炎活性。研究表明APS-A1和APS-B1在体外具有良好的抗炎活性，可以抑制炎症细胞因子（TNF-α、IL-6和MCP-1）的表达和分泌，其机制是抑制NF-κB和MAPKs（ERK，JNK）信号通路来实现的。

图2. APS-A1和APS-B1的抗炎活性。

该研究从黄芪中分离得到两种均一的多糖APS-A1和APS-B1，并对其一级结构进行表征。同时证明二者具有良好的抗炎活性，可以通过抑制NF-κB和MAPK（ERK，JNK）信号通路，抑制炎症细胞因子（TNF-α、IL-6和MCP-1）的表达和分泌。这些结果表明APS-A1和APS-B1具有良好的抗炎活性，可以作为一种潜在的抗炎补充剂。二者活性的差异可能与其结构特征有关，进一步的研究将集中在它们的生物活性和构效关系上。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.124386

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（责任编辑：xu）

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