中科院1区-IF8.2-湖北中医大:黄芪多糖的结构表征及其抗炎活性

文章信息

发表时间：2023年4月

影响因子：IF=8.2

期刊：International Journal of Biological Macromolecules

中科院分区：一区

题目：Distinct Serotonergic Pathways to the Amygdala Underlie Separable Behavioral Features of Anxiety.

【作者及发表单位】：本期推荐的是由湖北中医药大学研究团队及湖北省中医院合作发布于International Journal of Biological Macromolecules  (IF:8.2)的一篇文章，黄芪多糖的结构表征及其抗炎活性。

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研究背景

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。

中药黄芪为蒙古黄芪或膜荚黄芪的干燥根，主要生长在中国北方、蒙古和朝鲜。黄芪具有许多药理活性，如增强免疫、调节血糖和血压、抗炎和抗病毒等。黄芪中富含皂甙、类黄酮和多糖，其中多糖是主要活性成分之一。本研究使用DEAE-52纤维素和Sephadex G-100柱层析首次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。

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研究结果

一、黄芪多糖的提取、分离纯化

本研究采用热水提取、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。

图1. 黄芪多糖的提取和分离纯化

二、黄芪多糖的结构表征

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。结果表明，APS-A1和APS-B1的平均分子量分别为2.62 × 106 Da和4.95 × 106 Da。APS-A1主要由葡萄糖组成，APS-B1主要由葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖组成。FT-IR光谱展示了APS-A1和APS-B1具有多糖化学键和官能团的特征吸收峰，并证实二者含有α型糖苷键。紫外-可见光谱表明它们不含核酸和蛋白质，与化学分析的结果一致。

为了进一步获得有关它们结构的信息，通过甲基化和GC-MS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，摩尔比为1.87∶9.93∶1.00。APS-B1包含5种残基，分别是1，5-Araf、T-Glcp、1，4-Glcp、1，6-Galp和1，4，6-Glcp残基，摩尔比为0.24∶1.89∶11.08∶1.03∶1.00。

为了进一步解析APS-A1和APS-B1的结构，通过1D-NMR和2D-NMR进行分析，并结合甲基化分析结果，推测了它们的可能结构。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2. APS-A1和APS-B1的化学结构

三、黄芪多糖的抗炎活性

基于LPS诱导的RAW264.7巨噬细胞模型，进一步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3. APS-A1和APS-B1的抗炎活性

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结论

综上所述，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MAPKs（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。

转自：“如沐风科研”微信公众号

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