当归多糖作为铁调素抑制剂参与机体铁代谢的分子机制研究

Anemia of disordered iron metabolism is a common clinical disease.Hepcidin ,a key negative regulator in iron homeostasis,plays a major role in iron transfer pathway. In the latest research of Angelica polysaccharide-iron complex,a new iron agent, the research group found that Angelica sinensis polysaccharide(ASP),the active constitutent of angelica, can inhibit the expression of hepcidin openning iron release channel to relieve the symptoms of iron deficiency. The further exploration of the mechanism of ASP inhibiting hepcidin expression involved in iron metabolism,is significant for the research on prevention and treatment of anemia and new pharmacological effects of ASP. This subject is to extract ASP that can promote erythropoiesis in body from angelica,with the separation and purification according to different molecular weight. Examine the effects of ASP on regulating iron homeostasis under normal and pathological state. And study the molecular mechanisms in inhibiting hepcididn expression by ASP of different molecular weight.This subject will provide original modern medical support for the Chinese medicine theory that Angelica sinensis enrich the blood,and lay new theoretical and experimental basis for the prevention and treatment of anemia of disordered iron metabolism.

铁代谢障碍性贫血是临床上常见的疾病。铁调素hepcidin是机体铁稳态调节的一种关键性的负性调节分子，在铁转移通路中起主要作用。本课题组在自主合成的新型补铁剂当归多糖铁复合物的最新研究中发现，传统中药当归中的活性成分当归多糖可抑制hepcidin表达，从而开放铁释放通道，促进肠道铁吸收和巨噬细胞铁释放，迅速改善低铁症状。如能进一步探究当归多糖作为铁调素抑制剂参与机体铁代谢的作用机理，将对铁代谢障碍性贫血的防治及当归多糖新的药理作用研究具有重要意义。本课题拟提取地道药材"岷县当归"中的当归多糖，并按照不同分子量。进行分离纯化。考查当归多糖对正常及病理状态下机体铁代谢的调节作用，并在分子水平研究各分子量段的当归多糖抑制肝脏hepcidin表达参与机体铁代谢的作用机制。既为当归补血的中医理论提供新的现代医学支持，又为防治铁代谢障碍性贫血提供新的理论和实验依据。

铁代谢障碍性贫血是临床上常见的疾病。铁调素hepcidin是机体铁稳态调节的一种关键性的负性调节分子，在铁转移通路中起主要作用。本课题以岷县当归饮片为原料，按照不同分子量段进行分离纯化，进一步研究当归多糖对正常及病理状态下机体铁代谢的调节作用，并在分子水平研究各分子量段的当归多糖抑制肝脏hepcidin表达参与机体铁代谢的作用机制。采用地道药材岷县当归根的饮片为原材料，经过水提、碱沉酸调、醇沉，得到水溶性当归粗多糖，经G50凝胶柱进一步纯化得到精制多糖（ASP）。ASP由葡萄糖醛酸，葡萄糖，阿拉伯糖，半乳糖以1.00:1.70:1.85:5.02比例组成，其分子量为80 kDa。ASP的结构单元：主要由半乳糖以1→3连接、1→6连接与2-OMe-(1→6)连接而成主链，阿拉伯糖糖残基、葡萄糖残基及葡萄糖醛酸作为支链的组成，主要连接在2-OMe-(1→6)连接的甘露糖残基上，侧链末端由阿拉伯糖或葡萄糖醛酸组成。给正常大鼠灌胃0.3g/kg、0.6g/kg和1.2g/kg当归多糖溶液，血清hepcidin含量分别下降了19.4%, 27.1% 和31.2%，血清促红细胞生成素显著性升高，红细胞、血红蛋白含量无明显变化。ASP显著性下调正常大鼠JAK2/STAT3、BMP/SMAD及EPO/CEBPα信号通路。采用喂养低铁饲料加放血法建立缺铁性贫血（IDA）大鼠模型，结果显示IDA大鼠给药ASP后血清hepcidin减少24.5%，转铁蛋白水平减少25.2%，血清EPO水平显著性升高。机制研究表明ASP通过抑制JAK2/STAT3、BMP/SMAD及EPO/CEBPα信号通路降低血清hepcidin水平。采用给大鼠足趾注射弗氏完全佐剂法，建立慢性炎症贫血（ACD）模型，给药ASP治疗4周。结果显示ASP显著性改善ACD大鼠贫血症状，改善炎性贫血单核巨噬系统铁沉积，增加肝脾铁输出，升高血清铁和EPO含量。ASP通过下调IL-6/STAT3及BMP/SMAD信号通路显著性抑制ACD大鼠hepcidin表达。此外，ASP显著性抑制了NF-κB信号通路的激活，降低了炎性因子IL-6和TNF-α的释放。体外实验结果显示，ASP显著性抑制了IL-6、BMP6及LPS诱导HepG2细胞hepcidin表达，此外ASP也抑制了LPS诱导HepG2细胞NF-κB激活及IL-6分泌。