金针菇多糖对肺腺癌A549细胞线粒体凋亡的影响

多糖是由多个单糖分子脱水和缩合形成的，一类具有复杂大分子结构的聚糖。研究发现，从真菌中分离的天然多糖或多糖复合物具有抗肿瘤和免疫调节等多种生物活性。其中，树舌多糖和灰树花多糖具有抑制肿瘤细胞增殖和调节肿瘤细胞凋亡的作用^[1,2]，而金针菇多糖和蛹虫草多糖在肝癌和肺癌中起主要作用^[3,4]。肺癌是最常见的恶性肿瘤之一，也是癌症死亡的主要原因之一，每年约有160万人死于肺癌。其类型可分为小细胞肺癌和非小细胞肺癌，而非小细胞肺癌发病率较高，约占所有肺癌患者的85 %^[5]。肺癌的传统治疗方法包括手术和化疗。但化疗常伴随着严重的副作用，且耐药性是肺癌化疗中的一大难题。

已有研究表明，金针菇多糖能够通过内质网应激（ERS）途径诱导肿瘤细胞凋亡。例如， 有研究发现金针菇多糖FVP能够通过激活HepG2细胞中的PLC-IP3途径，进而诱导ERS介导的凋亡^[6]。此外，研究还发现金针菇中的免疫调节蛋白能够激活宿主的先天免疫和获得性免疫，引发细胞毒性免疫反应，从而发挥抗肿瘤活性^[7]。然而，很少有关于粗多糖和多糖通过线粒体途径诱导肿瘤细胞凋亡的研究。

图1 FVP-S1和FVP-C诱导A549细胞凋亡

吉林农业大学在期刊《Scientific Reports》发表了一篇文章《Degradation of edible mushroom waste by Hermetia illucens L. and consequent adaptation of its gut microbiota》，该研究通过结构分析发现FVP-C和FVP-S1属于酸性多糖。实验结果表明，两者均能抑制肺癌A549细胞的增殖和迁移，同时改变细胞形态，使细胞核皱缩，表现出抗肿瘤活性，且FVP-S1的抗肿瘤效果优于FVP-C，抑制作用更明显。此外，FVP-C和FVP-S1均能促进A549细胞的凋亡(图1)，其中FVP-S1起着重要作用。进一步检测发现FVP-S1和FVP-C能够诱导A549细胞线粒体膜电位的崩溃。他们还能增加caspase-3和caspase-9 mRNA及蛋白的表达水平，提高促凋亡因子Bax的基因和蛋白表达，降低抗凋亡因子Bcl-2的表达，并增加Bax和Bcl-2、线粒体的比值，增加A549细胞的线粒体膜电位，促进凋亡^[8]。

参考文献：

[1]Zhen D, Su L, Miao Y, Zhao F, Ren G, Mahfuz S, Song H. Purification, partial characterization and inducing tumor cell apoptosis activity of a polysaccharide from Ganoderma applanatum. Int J Biol Macromol. 2018 Aug;115:10-17.

[2]Mao GH, Zhang ZH, Fei F, Ding YY, Zhang WJ, Chen H, Ali SS, Zhao T, Feng WW, Wu XY, Yang LQ. Effect of Grifola frondosa polysaccharide on anti-tumor activity in combination with 5-Fu in Heps-bearing mice. Int J Biol Macromol. 2019 Jan;121:930-935.

[3]Zhang T, Ye J, Xue C, Wang Y, Liao W, Mao L, Yuan M, Lian S. Structural characteristics and bioactive properties of a novel polysaccharide from Flammulina velutipes. Carbohydr Polym. 2018 Oct 1;197:147-156.

[4] Luo X, Duan Y, Yang W, Zhang H, Li C, Zhang J. Structural elucidation and immunostimulatory activity of polysaccharide isolated by subcritical water extraction from Cordyceps militaris. Carbohydr Polym. 2017 Feb 10;157:794-802.

[5] Molina, J. R., Yang, P., Cassivi, S. D., Schild, S. E. & Adjei, A. A. Non-small cell lung cancer: Epidemiology, risk factors, treatment, and survivorship. Mayo Clin. Proc. 83, 584–594 (2008).

[6]Ding M, Lv K, Zhang D, Fan W, Tsopmejio ISN, Jin Z, Song H. Effect of Flammulina velutipes polysaccharides on endoplasmic reticulum stress-mediated apoptosis by activating PLC-IP3 pathway in HepG2 cells. J Food Sci. 2023 Jan;88(1):523-536.

[7]Chang HH, Hsieh KY, Yeh CH, Tu YP, Sheu F. Oral administration of an Enoki mushroom protein FVE activates innate and adaptive immunity and induces anti-tumor activity against murine hepatocellular carcinoma. Int Immunopharmacol. 2010 Feb;10(2):239-46.

[8]Zhao F, Chen DY, Jing B, Jiang Y, Liu LY, Song H. Effect of Flammulina velutipes polysaccharide on mitochondrial apoptosis in lung adenocarcinoma A549 cells. Sci Rep. 2024 Jul 12;14(1):16102.