香菇多糖的结构特征与生物活性

香菇（Lentinus edodes），作为一种在东亚地区有着悠久栽培历史的食用蘑菇，不仅因其独特的风味和营养价值而受到人们的喜爱，更因其丰富的生物活性成分而在医药领域显示出巨大潜力。在这些生物活性成分中，香菇多糖尤为引人注目，它们不仅具有抗氧化、抗肿瘤、抗炎等多种生物活性，而且其结构多样性为研究和应用提供了广阔的空间^[1]。2021年，一篇由西北大学食品科学与工程学院王明教授团队发表在《Food Chemistry》的综述为大家介绍了香菇多糖的结构特征与生物活性前沿进展^[2]。

香菇多糖的提取和纯化技术在过去十年中取得了显著进展。传统的热水提取法因其简单易行而被广泛采用，但新兴技术如超临界流体提取、微波辅助提取、超声辅助提取和酶辅助提取等，因其能够加速细胞壁分解过程，提高多糖的溶解和扩散，从而有效提高提取率^[3]。

研究表明，香菇多糖具有抗肿瘤、抗氧化和抗炎活性。香菇多糖的抗肿瘤活性主要通过两种基本机制实现：直接抑制肿瘤细胞生长和调节免疫反应（图1）。香菇多糖能够诱导肿瘤细胞凋亡，直接杀死肿瘤细胞，同时通过激活宿主的免疫系统来增强抗肿瘤效果^[4]。例如，从香菇中提取的一种多糖（LE-MGG）在体外对S-180、HCT-116和HT-29细胞的生长具有抑制作用，并且在体内对Sarcoma 180实体瘤的生长具有显著的抑制效果^[5]。

图1. 香菇多糖抗肿瘤作用机制

图片来源：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33940295/

香菇多糖的抗氧化活性主要通过清除自由基和促进抗氧化酶活性来实现。研究表明，香菇多糖能够显著降低脂质过氧化水平，提高血清中超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶的活性^[6]。这些结果表明，香菇多糖在预防氧化应激相关疾病方面具有潜在的应用价值。

香菇多糖的抗炎活性主要通过调节炎症因子的产生来实现。研究表明，香菇多糖能够显著降低一氧化氮和肿瘤坏死因子α的产生，从而减轻炎症反应^[7]。这些发现为香菇多糖在治疗炎症相关疾病中的应用提供了科学依据。

香菇多糖的结构特征与其生物活性之间存在着密切的联系。分子量是影响香菇多糖生物活性的重要因素之一。一般来说，分子量越大，香菇多糖的抗肿瘤活性越强^[8]。此外，香菇多糖的分支程度和空间构象也对其生物活性产生影响。例如，具有三螺旋构象的香菇多糖在增强抗肿瘤效果方面发挥着重要作用^[9]。

香菇多糖因其独特的结构特征和多样的生物活性而成为研究的热点。随着提取和纯化技术的不断进步，香菇多糖的研究已经从实验室走向了临床应用。然而，对于香菇多糖的结构-活性关系的理解仍然有限，需要进一步的研究来揭示其作用机制。随着对香菇多糖的深入研究，它们有望成为治疗多种疾病的新型药物。

参考文献：

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[2] Sheng, K., Wang, C., Chen, B., et al. (2021). Recent advances in polysaccharides from Lentinus edodes (Berk.): Isolation, structures and bioactivities. Food Chem. 358,129883.

[3] Zhang, J., Wen, C., Qin, W., Qin, P., Zhang, H., & Duan, Y. (2018). Ultrasonic-enhanced subcritical water extraction of polysaccharides by two steps and its characterization from Lentinus edodes. International Journal of Biological Macromolecules, 118, 2269–2277.

[4] Zou, S., Duan, B., & Xu, X. (2019). Inhibition of tumor growth by β-glucans through promoting CD4+ T cell immunomodulation and neutrophil-killing in mice. Carbohydrate Polymers, 213, 370–381.

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[6] Chen, X., Zhong, H. Y., Zeng, J. H., & Ge, J. (2008). The pharmacological effect of  polysaccharides from Lentinus edodes on the oxidative status and expression of VCAM-1mRNA of thoracic aorta endothelial cell in high-fat-diet rats. Carbohydrate Polymers, 74, 445–450.

[7] Gunawardena, D., Bennett, L., Shanmugam, K., King, K., Williams, R., Zabaras, D., Head, R., Ooi, L., Gyengesi, E., & Münch, G. (2014). Anti-inflammatory effects of five commercially available mushroom species determined in lipopolysaccharide and interferon-γ activated murine macrophages. Food Chemistry, 148, 92–96.

[8] Wang, K.-P., Zhang, Q.-L., Liu, Y., Wang, J., Cheng, Y., & Zhang, Y.u. (2013). Structure and inducing tumor cell apoptosis activity of polysaccharides isolated from Lentinus edodes. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 61(41), 9849–9858.

[9] Zhang, Y., Xu, X., & Zhang, L. (2008). Gel formation and low-temperature intramolecular conformation transition of a triple-helical polysaccharide lentinan in water. Biopolymers, 89(10), 852–861.

文献链接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33940295/