灰树花硒化多糖的免疫刺激和抗氧化活性

研究背景

硒元素（Se）是一种必需的微量元素，对生物体的发育和维持至关重要。研究发现，Se具有多种生物学效应，例如免疫调节、抗氧化、抗肿瘤以及降血糖和降血脂作用。而Se缺乏可能导致人类许多疾病，例如免疫功能障碍、癌症和甲状腺功能减退症等。因此，补充Se具有重要价值。值得注意的是，有机Se显示出更高的生物利用度，因为它很容易在人体消化道中吸收，并且与无机Se相比具有更高的毒性阈值。

灰树花（Grifola frondosa）是一种具有药用价值的食用菌，其多糖（GFP）已知具有免疫调节和抗氧化等生物活性。通过化学方法（如硝酸-亚硒酸钠法）将硒引入多糖结构，形成硒多糖（Se-polysaccharides），有望结合硒和多糖的双重功效，并可能增强其生物活性。

扬州大学兽医学院的彭大新团队在Food Science & Nutrition上发表了题为"Immunostimulatory and antioxidant activities of the selenized polysaccharide from edible Grifola frondosa"的论文^[1]。研究首次采用HNO3-Na2SeO3法对灰树花多糖进行Se修饰，并探究其免疫刺激和抗氧化活性，这将有助于开发使用Se-多聚糖作为成分的新型功能性食品或药物。

研究内容及结果

1、硒化多糖（SeGFP2）的制备与表征：

研究团队成功从灰树花中提取纯化得到多糖GFP2，并通过硝酸-亚硒酸钠法进行硒化改性，得到硒化多糖SeGFP2。SeGFP2的硒含量为445.39μg/g。

结构分析表明SeGFP2是一种杂多糖，主要由甘露糖(Man)、葡萄糖(Glc)和半乳糖(Gal)组成（摩尔比3.5 : 11.8 : 1.0），分子量约为2.12 × 10⁴ Da（图1）。FT-IR光谱证实了Se-O-C键的存在，表明硒成功结合到多糖分子上（图2）。甲基化和GC-MS分析显示SeGFP2具有分支结构，主要糖苷键类型包括：1,3-连接的Glc, 1,6-连接的Glc, 1,4,6-连接的Gal, 1,3,6-连接的Man（图3、4，表1）。刚果红实验和HPSEC-MALLS分析表明SeGFP2在水溶液中呈无规卷曲构象（图5）。AFM观察显示SeGFP2分子呈线状丝状结构并带有分支（图6）。

图1 SeGFP2单糖组成的气相色谱图

图2 SeGFP2和GFP2的FT-IR图谱

图3 SeGFP2甲基化分析总离子色谱图

图4 SeGFP2尺寸排阻色谱图的光散射信号

表1 SeGFP2的甲基化分析的GC-MS数据

图5 不同NaOH浓度下刚果红（对照）与SeGFP2-刚果红复合物的吸收光谱

图6 使用Multimode 8仪器（Bruker）在轻敲模式下获得的SeGFP2原子力显微镜图像

2、免疫刺激活性（淋巴细胞增殖）

SeGFP2和GFP2均能显著促进小鼠脾淋巴细胞增殖（无论是否使用刺激剂ConA或LPS）（图7）。

此外，研究发现SeGFP2在促进T淋巴细胞（+ ConA）和B淋巴细胞（+ LPS）增殖方面显著强于未硒化的GFP2对照组，且呈现剂量依赖性（25, 50, 100 μg/ml）。这表明硒化显著增强了灰树花多糖的免疫刺激活性。

图7 SeGFP2与GFP2在有无ConA或LPS条件下对脾细胞增殖的影响

3、抗氧化活性

SeGFP2和GFP2均具有DPPH自由基清除能力且呈浓度依赖性（200-2000 μg/ml）。在最高浓度(2000μg/ml)下，SeGFP2的清除率(62.53%)显著高于GFP2(48.24%)。

SeGFP2和GFP2均具有ABTS⁺自由基清除能力且呈浓度依赖性。在2000 μg/ml时，SeGFP2的清除率(61.01%)显著高于GFP2(43.67%)。

SeGFP2和GFP2均具有亚铁离子螯合能力。在2000μg/ml时，SeGFP2的螯合能力(62.83%)高于GFP2(45.9%)，但均低于阳性对照EDTA。

研究发现：SeGFP2在所有三项体外抗氧化测试中的活性均显著高于未硒化的GFP2（图8）。

图8 SeGFP2体外抗氧化活性评估

总结

本研究成功通过硝酸-亚硒酸钠法对灰树花多糖GFP2进行了硒化改性，获得了硒化多糖SeGFP2（硒含量445.39μg/g）。结构表征表明SeGFP2是一种中等分子量（~21.2 kDa）、具有分支结构的杂多糖，含有特征性的硒酯键。

此外，硒化显著增强了灰树花多糖的生物活性：1、免疫刺激活性： SeGFP2促进T淋巴细胞和B淋巴细胞增殖的能力显著强于GFP2；2、抗氧化活性： SeGFP2清除DPPH自由基、ABTS⁺自由基以及螯合亚铁离子的能力均显著优于GFP2。这种活性的增强被认为与硒的引入、适中的分子量、特定的单糖组成、糖苷键类型以及功能基团有关。SeGFP2作为一种有机硒源，具有开发成为潜在免疫调节剂、抗氧化剂或膳食硒补充剂的应用前景。

参考文献

1. Li, Q., et al., Immunostimulatory and antioxidant activities of the selenized polysaccharide from edible Grifola frondosa. Food Science & Nutrition, 2022. 10(4): p. 1289-1298.