褐藻胶酶解寡糖硒化衍生物的抗肿瘤及免疫活性研究

通过增强免疫功能抗肿瘤是一个复杂的协同过程。寡糖对非特异性免疫或特异性免疫系统，均有良好的激活和促进作用；硒可增强机体的抗氧化能力和对相关疾病的抵抗能力；硒寡糖兼有寡糖和硒两方面的功能，表现出更有效的生理活性。但国内外关于硒寡糖的研究较少，而且其分子机制尚不清楚。本项目在大量前期研究工作的基础上，以现代分离技术，制备纯化褐藻胶酶解寡糖及硒寡糖，建立快速分析硒寡糖化学结构的方法，研究其体外对肿瘤细胞的分子调控机制，及在动物体内抑瘤及对免疫细胞及细胞因子的影响作用，从而研究免疫活性机制，分析其安全性和有效性；在分子、细胞和整体三个层面上对褐藻胶酶解寡糖及硒化衍生物抗肿瘤及免疫调节机理进行深入研究。本项目的实施将为新型功能性食品或免疫调节剂的研究、为提高我国免疫治疗的研究水平提供重要的实验基础和实际意义。

褐藻胶是来源于褐藻细胞壁的水溶性酸性多糖，由互为C5差向异构体的两种单体——古罗糖醛酸（PG）和甘露糖醛酸（PM）相互嵌合而成的线性大分子。褐藻胶寡糖（AOS）是由褐藻胶降解而成的由2-10 个单糖形成糖苷键连接的直链低聚糖，具有促进人内皮细胞生长、细胞因子产生、抗氧化和神经保护作用。本项目分别制备酶解（ED）、酸解（AH）、氧化降解（OD）古罗糖醛酸寡糖（GOS）和甘露糖醛酸寡糖（MOS），更进一步纯化古罗糖醛酸二糖-九糖（G2-G9）。AOS-ED能够诱导人单核细胞产生抗白血病U937细胞增殖作用，其抗肿瘤作用的产生不是由于AOS的直接效应，而是通过调节机体免疫活性实现的。本项目进一步研究了AOS的免疫调节作用和巨噬细胞抗菌活性，以及潜在的作用机制，并探讨AOS的构效关系。实验结果表明，GOS-ED促进巨噬细胞一氧化氮（NO）的生成和诱导型一氧化氮合酶（iNOS）的表达，并呈浓度和时间依赖性，同时诱导了活性氧（ROS）和肿瘤坏死因子（TNF）-α的产生；而其它降解方式制备的AOS和多糖没有或表现出很低的活性。研究还发现，GOS-ED通过激活核因子（NF）-κB信号通路来促进上述细胞介质的产生。在AOS的构效关系探讨中，不饱和末端双键、分子大小和M/G比率等结构特征，在激活巨噬细胞的过程中具有重要的意义。巨噬细胞通过对病原菌的识别，吞噬以及随后的杀伤在机体免疫防御中起重要作用。本项目的研究还发现，GOS-ED能显著增强巨噬细胞吞噬大肠杆菌和金黄色葡萄球菌及胞内杀菌作用，且引起巨噬细胞内Fcγ受体的上调。此外，小鼠体内实验也证实了GOS-ED能增强对细菌的清除能力，表明其对急性腹膜炎小鼠具有潜在的治疗作用。综上所述，GOS-ED极有可能通过调控固有免疫相关的信号通路来增强巨噬细胞抗菌活性，进而增强宿主的抗细菌感染能力。GOS-ED可能作为一种有效的免疫调控剂，应用于农业、药物和食物产业中。