绣球菌多糖：预防骨质疏松的潜在卫士

随着我国老年人口比例逐渐增加，骨质疏松症已成为老年人健康的严重威胁。目前，预防骨质疏松症的主要机制有两种：抑制破骨细胞的骨吸收和增加成骨细胞的成骨作用。广西医科大学Dezhi Song等人发现茯苓多糖能通过下调 STAT3（信号转导及转录激活因子3）、P38、ERK（细胞外信号调节激酶）和JNK的磷酸化，从而抑制RANKL诱导的破骨细胞生成过程中NFAcT1和c-Fos的表达，进而抑制破骨细胞的形成和骨吸收[1]。

近年来，从食药用菌中挖掘功能活性物质成为当前该研究领域的一大热点，加之天然产物衍生的多糖副作用较少且适合长期使用，因此从食用菌多糖中开发预防骨质疏松膳食补充剂也成为食用菌行业的一大热门新产业。

绣球菌（Sparassis crispa）一种珍贵的食药兼用大型真菌，有“万菇之王”的美誉，不仅味道鲜美，还含有多种生物活性化合物，包括多糖、萜类化合物、酚类化合物和糖蛋白等，此外，研究人员从绣球菌中发现其子实体干品中含有高达43.6%的β-葡聚糖。

当前，关于多糖与小鼠成骨细胞增殖和分化之间的构效关系的研究有限。近日，湖南省食用菌研究所科研团队从工厂化栽培的绣球菌中分离出一种新型水溶性多糖（SCPS），并通过多糖凝胶纯化系统对其进行纯化。而后，通过气相色谱（GC）、傅里叶变换红外（FT-IR）光谱、甲基化分析和核磁共振（NMR）等多种技术对SCPS的结构进行了表征，进而研究了SCPS对小鼠成骨细胞的体外影响[2]。

绣球菌多糖（SCPS）相关成果发表在中科院一区TOP期刊《国际生物大分子》

揭开绣球菌水溶性多糖SCPS的神秘面纱

研究结果表明，SCPS主要由岩藻糖、阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖、木糖、甘露糖、核糖、半乳糖醛酸、葡萄糖醛酸和甘露糖醛酸组成，摩尔比为17.37:1.94:25.52:30.83:1.14:0.30:4.98:2.87:2.65（图1），电镜显示其有均匀的孔状结构（图2）。

图1 SCPS结构和模型图

图2 SCPS扫描电子显微镜图像

SCPS如何被验证是潜在的预防骨质疏松守卫者

首先使用CCK-8法评价SCPS对小鼠成骨细胞增殖的影响。如图3所示，与正常对照组相比，浓度为3.125 μg/mL至12.5 μg/mL的SCPS处理可以显著促进小鼠成骨细胞的增殖，通过这一实验可以从体外角度挖掘该水溶性多糖SCPS的具体作用功效。

图3 SCPS对小鼠成骨细胞增殖活性影响

碱性磷酸酶ALP是成骨细胞分泌的一种蛋白酶，ALP活性水平可作为评估成骨细胞成熟度的指标。实验表明SCPS对成骨细胞分化有积极影响。如图4所示，与对照组相比，6.25 μg/mL至25 μg/mL的SCPS处理可以显著增加小鼠成骨细胞的ALP蛋白酶的活性。ALP活性的上调表明SCPS促进成骨细胞分化，随着SCPS浓度的增加，细胞图像中钙沉积的数量也显著增加。

图4 SCPS促进成骨细胞分化

(A) SCPS对小鼠成骨细胞碱性磷酸酶含量的影响

(B) 光镜下观察各组小鼠成骨细胞形态的变化

茜素红与钙离子络合表明存在钙沉积物，钙化结节的形成是成骨细胞成熟的关键指标，这些钙结节可用于成骨细胞矿化的定性和定量评价。SCPS对小鼠成骨细胞MC3T3-E1骨结节矿化的影响如图5所示，不同浓度的SCPS都显著增强了小鼠成骨细胞MC3T3-E1的矿化。据先前的研究报道，含有β-d-Glcp的植物多糖具有促进成骨的能力，因此，SCPS的成骨特性可能归因于其特定的结构，主要由 →3)-β-d-Glcp-(1→4)-β-d-Glcp- 的主干结构组成。

图5 SCPS可显著促进小鼠成骨细胞MC3T3-E1的矿化

(A) SCPS对小鼠成骨细胞骨矿化结节的影响

(B) 光镜下观察各组小鼠成骨细胞形态的变化

综上所述，该研究从绣球菌子实体中分离纯化出一种新型多糖（SCPS），经DEAE-52分离、多糖凝胶纯化系统纯化后，对多糖结构进行解析并对其促进小鼠成骨细胞的增殖和分化作用进行了探究，结果表明绣球菌多糖SCPS具有促进成骨细胞增殖和分化的药物潜力，后续进行相关剂量毒性评价以及进一步研究，有望将其开发成预防老年人骨质疏松的天然补充剂。

参考文献：

[1] Song, D., Cao, Z., Tickner, J., Qiu, H., Wang, C., Chen, K., ... & Xu, J. (2018). Poria cocos polysaccharide attenuates RANKL-induced osteoclastogenesis by suppressing NFATc1 activity and phosphorylation of ERK and STAT3. Archives of biochemistry and biophysics, 647, 76-83. doi: 10.1016/j.abb.2018.04.011

[2] Huang, X., Yang, Q., Chang, S., Liu, Y., Wang, X., Liu, Z., & Ren, J. (2024). Potential osteoporosis-blocker Sparassis crispa polysaccharide: Isolation, purification and structure elucidation. International Journal of Biological Macromolecules, 261, 129879. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2024.129879