裂裥菌素（Schizophyllan，SPG）是一种活性多糖，最初是从裂褶菌（Schizophyllum commune）的子实体或发酵液中提取的，通常被认为是一种葡萄糖基的同质多糖。然而，一些研究表明，来自不同来源的SPG可能表现出杂多糖的特征。最近，本团队研究表明，利用裂褶菌5.43菌株（GDMCC No. 5.43）通过液体发酵生产的SPG是一种由葡萄糖、甘露醇、半乳糖组成的杂多糖，其摩尔比为86:8:5:1。值得注意的是，通过液体发酵获得的SPG具有强大的生物活性，包括抗炎、抗氧化和抗衰老作用。尽管有这些优点，但它的高分子量和高粘度在制药和化妆品应用中提出了重大挑战。这些特性通过阻碍其在体内的有效吸收和分布来限制其生物利用度，而增加的粘度使配方过程复杂化，导致诸如溶解度差，不稳定性和产品一致性困难等问题。相比之下，低分子量多糖可以改善吸收，降低毒性，提高生物利用度。这些发现强调了开发高效可控的SPG减分子量方法以优化其功能和扩大其应用的迫切需求。

多糖在伤口愈合中起关键作用，涉及血管收缩、炎症、细胞增殖和组织重塑。特别是真菌多糖，在促进组织再生方面显示出巨大的潜力。例如，研究表明，从云芝Trametes versicolor中提取的多糖可以增强细胞增殖并加速伤口愈合，而从虎乳灵芝Lignosus rhinocerotis中提取的提取物具有显著的伤口修复能力。相比之下，SPG在促进伤口愈合方面具有独特的性能。与其他物质相比，SPG具有良好的生物相容性和低毒性，可以增强机体的免疫反应，促进组织修复。尽管具有这些特性，但SPG在伤口愈合和组织再生中的应用仍未得到充分探索，特别是关于分子量变化对其生物活性的影响。

本研究采用超声波辅助H₂O₂降解法制备不同分子量的SPG馏分。采用响应面法（RSM）对超声时间、超声功率、H₂O₂浓度等工艺参数进行系统优化。对所得SPG组分的结构特性、抗氧化活性以及对人皮肤成纤维细胞（BJ）和人角质形成细胞（HaCaT）增殖和迁移的影响进行了评估。此外，利用斑马鱼尾鳍再生模型评估其组织再生潜力。本研究不仅阐明了超声辅助H₂O₂处理下SPG降解的机理，还重点研究了分子量对其生物活性的影响，为低分子量SPG在制药和化妆品领域的应用提供了理论和技术基础。

图1. 图片摘要

本研究开发了超声辅助过氧化氢（H₂O₂）降解方法，利用响应面法对超声时间、超声功率和H2O2浓度进行优化。该方法有效地将SPG的分子量从4,409,608 Da降低到257,500 Da，产生三个不同的变体：SPG-a (257,500 Da), SPG-b（429,300 Da）和SPG-c （364,800 Da）。通过BJ和HaCaT细胞的体外细胞增殖和迁移实验以及斑马鱼幼虫尾鳍再生模型来评估这些变体的生物活性。

图2. SPG的结构表征。(A)紫外-可见光谱。分析结果表明，所有SPG样品均不含核酸和蛋白质杂质。(B) FT-IR光谱。揭示了多糖的特征吸收峰，证实了吡喃糖型多糖和β-糖苷键在降解后的保存。(C) XRD谱图。表明SPG以无定形结构为主，超声辅助H2O2降解后仍保持不变。(D)刚果红相互作用试验。降解后的SPG样品的三螺旋结构被破坏。(E)扫描电镜图像。表面形态的变化。SPG-o：未降解SPG，Mw = 4,409,608 Da。SPG-a：降解SPG，Mw = 257,500 Da。SPG-b：降解SPG，Mw = 429,300 Da。SPG-c：降解SPG， Mw = 364,800 Da。

在体外，与未降解的SPG相比，300 μg/mL浓度的SPG-b显著促进细胞增殖，BJ和HaCaT细胞的生长分别提高了53.69%和14.59% （p < 0.05）。此外，划痕实验显示，与未降解的SPG相比，SPG-a对BJ细胞迁移的影响提高了24.13% (p < 0.05)，而SPG-b对HaCaT细胞迁移的影响最为显著（17.12%，p < 0.05）。在体内，与未降解的SPG相比，3.125 mg/mL的SPG-c显著提高了斑马鱼鱼鳍再生率6.97% （p < 0.05）。

图3. 不同分子量SPG暴露对斑马鱼幼鱼尾鳍再生的影响。定量分析幼鱼鳍再生面积(A)。不同分子量SPG （3.125 mg/mL）组和对照组(B)的代表性图像。SPG-o：未降解SPG， Mw = 4,409,608 Da。SPG-a：降解SPG， Mw = 257,500 Da。SPG-b：降解SPG， Mw = 429,300 Da。SPG-c：降解SPG， Mw = 364,800 Da。不同字母表示差异有统计学意义（p < 0.05）。数据以mean±SD （N = 15）表示。SPG各突变体均能显著促进斑马鱼尾鳍组织再生。

这些发现强调了分子量降低在增强SPG的组织再生性能方面的关键作用，使其成为组织修复和再生应用的有前途的候选材料。未来的研究应侧重于降解SPG产物的全面结构分析，包括单糖组成的详细分析和潜在的结构修饰，以阐明它们与所观察到的生物活性改善的相关性。虽然斑马鱼模型有效地证明了低分子量SPG的治疗潜力，但其组织修复和伤口愈合作用的确切机制尚不清楚。深入研究相关的信号通路和基因表达变化将是揭示其作用模式的必要条件。此外，其他实验模型和系统的使用将有助于进一步验证SPG的治疗潜力，并支持其在组织修复和伤口愈合方面的临床应用。

综上所述，SPG的分子量降低可显著增强其抗氧化和伤口愈合活性，为其在化妆品、制药和功能食品领域的发展奠定了坚实的基础。这项工作不仅扩大了SPG的功能范围，而且为分子量调节与多糖生物学之间的关系提供了新的见解。未来的研究应深入探讨低分子量SPG与细胞信号通路相互作用的具体分子机制，以及其在实际应用条件下的长期稳定性和安全性。

原文发表于：Front. Pharmacol., 20 March 2025 Sec. Experimental Pharmacology and Drug Discovery Volume 16 - 2025 | https://doi.org/10.3389/fphar.2025.1562839