灵芝新型半乳葡聚糖,如何改善乙醇诱导的胃溃疡?
消化性溃疡其实就是胃酸和胃蛋白酶太猛,把胃黏膜给"吃"了。咱们的胃黏膜这道防线变弱了,就容易出问题。胃溃疡最常见的原因就是这个保护层扛不住了。要说为啥会这样,幽门螺杆菌感染、爱喝酒、抽烟、乱吃止痛药,还有压力太大都得背锅。特别是酒精,简直就是给胃黏膜"上酷刑",极容易伤着它。
吃胃药是治疗胃溃疡最常用的办法,像中和胃酸的药、抑制胃酸分泌的拉唑类药,还有减少胃酸产生的替丁类药这些。虽说这些药物能缓解胃黏膜损伤,但用久了容易出问题,比如缺维生素、矿物质,还可能引发胃酸分泌异常、心脏不舒服,时间长了还会让药效变差。因此,需要具有广泛生物活性、更高效且安全性良好的天然产物。
福建农林大学鲁国东团队在Carbohydrate Polymers期刊(IF:10.7)发表了一种源自灵芝的新型半乳葡聚糖通过调节 FAK - MAPK 信号通路改善乙醇诱导的胃溃疡相关研究。
研究从灵芝子实体中分离出一种新的灵芝多糖肽GL - PPQ3,GL - PPQ3 总糖含量为(60.44 ± 1.59)%,蛋白质含量为(21.63 ± 0.42)%,分子量为 41.08kDa。其主链由 1,6 - α - D - Galp、1,6 - β - D - Glcp 和 1,4 - β - D - Glcp 等残基组成,侧链包含 α - L - Fucp 和 β - D - Glcp 分支,分支度为 41.60%。具有无定形结构和堆叠球形形态。与其他灵芝多糖肽(如 GL - PPSQ2)相比,GL - PPQ3 具有更高的产量(38.16%)和更小的分子量,这使其在药物开发中可能更易吸收。在结构上,其单糖组成比例、糖苷键连接方式和分支结构等也有自身特点,如含有特定比例的葡萄糖、半乳糖等单糖,具有独特的主链和侧链结构。
研究表明乙醇或 GL-PPQ3 灌胃对体重无显著影响(图 2B)。胃组织的宏观数据显示,假手术组胃黏膜表面完整、光滑、自然,未见水肿或充血。胃溃疡(GU)组黏膜表面出现点状或条状充血水肿,损伤严重且伴有糜烂。GL-PPQ3 处理组表现出点状和线状出血,且损伤以浓度依赖性方式减轻(图 2C)。此外,GL-PPQ3 处理后溃疡面积显著减少(图 2D)。与 对照组小鼠相比,GL-PPQ3 还以剂量依赖性方式升高胃内容物 pH 值(图 2E)。
图2 GL-PPQ3显着减少了溃疡面积并提高了胃内容物的ph值。A.实验时间表。B.体重。C.代表胃粘膜表面的图像。D.溃疡区。E。胃内容物的ph值。
胃黏膜表面有一层厚厚的黏液层,主要为不溶性黏液凝胶,并含有大量 HCO3⁻,形成黏液 - 碳酸氢盐屏障。这种黏液可被阿尔新蓝(Alcian blue)染色染成蓝色。如图 3A 和 B 所示,与假手术组相比,乙醇处理显著减少了胃黏液含量,而 GL-PPQ3 可剂量依赖性地逆转这一现象。苏木精 - 伊红(HE)染色显示,乙醇处理组出现严重的糜烂、出血、纤维蛋白样坏死、炎症细胞浸润、水肿和溃疡。GL-PPQ3 处理以剂量依赖性方式显著抑制了乙醇诱导的病理改变,此外,GL-PPQ3 给药还降低了组织病理学评分(图 3C 和 D)。
图3. GL-PPQ3减轻乙醇诱导的粘膜损伤。A.Alcain蓝染色的代表性图片 (比例尺 = 100 μ m)。B.胃粘液含量。C.HE染色的代表性图片 (比例尺 = 100 μ m)。D.组织病理学评分。
炎症反应通常伴随氧化应激发生。与对照组相比,胃溃疡(GU)组的促炎介质 IL-1β 和 TNF-α 显著升高。此外,GL-PPQ3 以剂量依赖性方式抑制血清 IL-1β 和 TNF-α 的表达(图 4A 和 B)。一氧化氮(NO)是一种有效的血管扩张剂,可抑制前列腺素的产生并保护消化道黏膜的完整性。GL-PPQ3 处理部分逆转了 GU 组血清 NO 含量的降低(图 4C)。此外,正如预期,检测血清谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-px)、超氧化物歧化酶(SOD)和丙二醛(MDA)水平以评估 GL-PPQ3 对 GU 中氧化应激的影响。有趣的是,GU 组血清 SOD 水平显著降低,而 GL-PPQ3 显著升高了 SOD 水平。同时,GU 组中 MDA 和 GSH-px 的产生显著增加,而 GL-PPQ3 的给药减少了它们的产生(图 4D-F)。上述结果表明,GL-PPQ3 减轻了与 GU 相关的炎症和氧化应激。
图4 GL-PPQ3 改善了乙醇诱导的炎症和氧化应激。A. 血清白细胞介素 - 1βB. 血清肿瘤坏死因子 -αC. 血清一氧化氮D. 血清丙二醛E. 血清谷胱甘肽过氧化物酶F. 血清超氧化物歧化酶
在乙醇诱导的胃损伤发病机制和进展中,细胞凋亡至关重要。研究通过 TUNEL 染色评估了 GL-PPQ3 的抗凋亡作用。正如预期,胃溃疡(GU)组的表面上皮、黏膜和黏膜肌层中凋亡细胞数量显著增加,而 GL-PPQ3 处理以剂量依赖性方式减少了凋亡细胞数量(图 5A 和 B)。此外,在 GU 组中上调的凋亡相关蛋白细胞色素 C 和半胱天冬酶 3(图 5C 和 D)的表达在 GL-PPQ3 处理后显著降低。上述结果也显示了 GL-PPQ3 的抗凋亡作用。
图5 GL-PPQ3 以剂量依赖性方式抑制乙醇诱导的胃黏膜细胞凋亡。A. Tunel 染色代表性图片(比例尺 = 100 μm)。B. 每视野 Tunel 阳性细胞数。C 和 D. 细胞色素 C 和半胱天冬酶 3 的蛋白表达水平。N=6,** 与假手术组相比 p<0.01;## 与乙醇处理组相比 p<0.01。
随后,探究其潜在机制。通过火山图可视化对照组与 GU 组之间的差异表达基因(图 6A),筛选出 370 个下调基因和 506 个上调基因(倍数变化≥2,p<0.05)。此外,通过热图展示了 50 个上调和下调基因(图 6C)。KEGG 分析显示,在排名前 15 的最显著变化通路中,黏着斑、IL-17 信号通路和 MAPK 信号通路在 GU 的病理过程中起重要作用,气泡图展示了详细数据(图 6B)。此外,基于通路分析,我们推测 FAK 介导的 MAPK 通路可能是参与 GU 病理过程的重要通路之一(图 6D)。
图6乙醇诱导的胃溃疡病理的潜在机制。A.差异表达基因的火山图。B.用于基因本体分析的气泡图。C.前50个差异表达基因的表达水平的热图。D.胃的潜在病理机制
总结
该研究对一种命名为 GL-PPQ3 的新型灵芝多糖(GL-PP)进行了表征,并在乙醇诱导的胃溃疡(GU)小鼠模型中评估了其生物活性。但仅对多糖肽的糖部分进行了表征,对于肽部分与糖部分的连接方式及肽段在生物活性中的作用未深入研究,后续需进一步探索以全面了解 GL - PPQ3 的特性和功能,为开发源自天然的新型功能药物做基础。
参考文献
[1]Luo H ,Zhang Y ,Yao Y , et al.A novel galactoglucan from Ganoderma lucidum ameliorates ethanol-induced gastric ulcers by modulating FAK-MAPK signaling pathway[J].Carbohydrate Polymers,2025,360123594-123594.
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