桑葚多糖抗化学性肝损伤“构-效”关系及作用机制研究

Polysaccharide, having widely uses in medicine and health foods, has now become one of the focuses on new drug research. Our research team found that mulberry polysaccharide (MPS) had good resistance to alcoholic liver damage, as a potential chemical resistance liver injury therapeutic agent, is worth further investigation. However, its "structure – effect” relationship and mechanism are not clear, and severely restricted the depth development and utilization. This project is guided by modern science and technology, chooses mulberry polysaccharide as the research object, carry out extraction, separation, purification and structure identification research. On this basis, modify its molecular structure and obtain mulberry polysaccharide derivatives. Then, pharmacological model is adopted to study the efficacy of mulberry polysaccharide and its derivatives, explore the relationship between "structure and effect". In addition, from different angles, such as signal pathways, molecular expression and cells expressing, to further research mechanism of mulberry polysaccharide and its derivatives against chemical liver injury. The project research, on the one hand, can basically clarify efficacy of liver injury, “structure – effect” relationship and mechanism of action on mulberry polysaccharide, and provide scientific basis for its further development and utilization. On the other hand, it can provide reference pattern and train of thought for “structure – effect” relationship research on macromolecular substances.

多糖类物质在医药和保健食品方面具有广泛用途，现已成为新药研究焦点目标之一。课题组前期研究发现桑葚多糖具有良好的抗酒精性肝损伤作用，是潜在的抗化学性肝损伤治疗性制剂，值得深入研究。但是，其抗化学性肝损伤的“构-效”关系和作用机制均不清楚，严重制约了桑葚多糖的深度开发利用。本项目拟在现代科学技术指导下，选择桑葚多糖为研究对象，对其进行提取、分离、纯化和结构鉴定研究；在此基础上，通过各种手段对其进行分子结构修饰，获取桑葚多糖衍生物，采用药理模型研究桑葚多糖及其衍生物的药效作用，探索其“构-效”关系。此外，从信号通路、分子表达、细胞表达等不同角度对桑葚多糖及其衍生物抗化学性肝损伤的作用机理进行深入研究。该项目研究，一方面可以基本弄清桑葚多糖抗化学性肝损伤的药效情况、“构-效”关系以及作用机制，为其深度开发利用提供科学依据；另一方面，可以为大分子物质的“构-效”关系研究提供可供参考的模式和思路。

桑葚多糖是从桑树（Morus alba L.）的果实中经提取纯化而得到的一类多糖化合物。项目申请人前期研究工作中发现，桑葚多糖具有良好的抗酒精性肝损伤作用；但是，其抗酒精性肝损伤的“构-效”关系不清楚，作用机制也处于未知状态。酒精性肝损伤是典型的化学性肝损伤之一，桑葚多糖作为潜在的抗化学性肝损伤治疗性制剂，值得深入研究，具有重要的科学意义和应用价值。在此背景下，项目申请人2015年向国家自然科学基金委申请了题为“桑葚多糖抗化学性肝损伤“构-效”关系及作用机制研究”的项目并获得了资助。项目主要研究内容涉及：桑葚多糖的提取、分离和纯化；桑葚多糖的组成结构鉴定；桑葚多糖的结构修饰研究；桑葚多糖及其分子修饰产物“构-效”关系研究；作用机制探索性研究。通过4年的研究，获得了下列成果：1）对桑椹中多糖类物质进行了系统的提取分离和纯化研究工作，从中获得了不同分子量的多糖组分9种，采用紫外、红外光谱，以及液相色谱、质谱等技术手段，对分离纯化得到的桑葚多糖进行了结构鉴定，包括：单糖组成、高碘酸氧化特征、多糖分子量等信息。2）采用降解修饰、硫酸酯化修饰、羧甲基化和乙酰化修饰，对获得的9种多糖组分进行了衍生化研究，获得了相应的衍生物。3）采用体外抑制乙醇脱氢酶活性试验，对9种多糖组分及其衍生物进行了生活活性初筛，获得了生物活性较好的多糖组分及衍生物。4）采用刀豆蛋白A急性肝损伤模型、急性酒精性肝损伤模型以及亚急性酒精性肝损伤对分离获得的桑椹多糖组分及其衍生物进行了“构-效”关系研究。5）从NF-kB信号通路、MDA、TNF-α、IL-lβ、IL-6、NO、iNOS、等分子水平表达量、脐静脉内皮细胞HMGBI及1CAM-1表达、RAW264.7细胞HMGBI表达等角度，对桑葚多糖抗化学性肝损伤的作用机制进行了研究。这些研究成果对以桑椹多糖为基础的抗化学性肝损伤治疗性药物或保健产品研究开发提高了科学依据，具有较好的应用前景。