《Food Bioscience》(IF:5.9)|烟台大学:血红铆钉菇多糖基于肠道菌群介导的免疫调节效应的构效关系研究
《Food Bioscience》(IF:5.9)|烟台大学:血红铆钉菇多糖基于肠道菌群介导的免疫调节效应的构效关系研究
血红铆钉菇是一种富含多糖等生物活性成分的美味食用真菌,具有很高的营养价值。然而,关于其多糖成分的构效关系研究尚不明确。近期,烟台大学的一项研究分别用去离子水和弱碱溶液从血红铆钉菇中提取了两种多糖(CRWP和CRAP),并研究了它们通过肠道菌群介导的免疫调节活性。结构分析结果表明,CRWP和CRAP均表现出典型的多糖特征,其主链分别为β-(1→6)-吡喃甘露糖和β-(1→6)-吡喃葡萄糖连接的β-(1→6)-吡喃甘露糖,分子量分别为1.91×10⁷ Da和2.19×10⁷ Da。在环磷酰胺诱导的免疫损伤小鼠模型中,CRWP和CRAP分别有效调节了乳杆菌介导的植物激素信号转导途径和阿克曼氏菌介导的赖氨酸降解途径。此外,与CRAP相比,CRWP对外周血中CD19⁺ B细胞和CD3⁺ T细胞的比例表现出更优的免疫调节作用。这些发现为血红铆钉菇多糖在功能食品领域的开发应用提供了实验数据和理论依据。
研究背景
血红铆钉菇在自然界分布广泛,主要生长在中国东北的山林中,由于存在多糖、蛋白质和次生代谢产物,具有很高的直接营养价值以及抗氧化、抗菌和免疫调节等多种生物活性。由于血红铆钉菇具有高蛋白、低脂肪、富含膳食纤维和多种矿物质的特点,被视为兼具药用价值和治疗功效的理想天然食品,并已成为现代健康饮食模式中的代表性食物之一。根据多糖的理化性质,可以选择不同的溶剂进行提取,这会导致提取效率和结构特征的差异,以及不同的生物功能。有报道表明,与热水提取的组分相比,碱提裂褶菌多糖具有显著更高的提取率、分子量和葡萄糖/甘露糖摩尔比,但抗肥胖效果相对较低。因此,使用不同提取溶剂获得的多糖可能在免疫损伤宿主中发挥不同的肠道菌群介导的免疫调节作用。环磷酰胺是一种常用的化疗药物和免疫抑制剂,不仅直接抑制淋巴细胞增殖和免疫细胞活性,还会导致肠道黏膜屏障损伤和微生物多样性降低。
研究内容
本研究分别用去离子水和弱碱溶液提取了CRWP和CRAP,并通过透析纯化,然后系统分析了其结构特征以及由特定肠道菌群介导的免疫调节功能,旨在阐明提取溶剂特性、多糖结构表征、肠道菌群代谢和免疫调节活性之间的内在联系。这些发现将为血红铆钉菇多糖的高效生产和高端产品开发提供坚实的数据支持。
研究结果
Fig. 1. Extraction process (a) and animal experiment design (b) of CRWP and CRAP.
Fig. 2. Characterization of CRWP and CRAP. (a), HPGPC spectra; (b), GC-MS spectra; (c), FTIR spectra.
Fig. 3. H-NMR spectra of CRWP and CRAP.
Fig. 4. Methylation experiment results and possible structural formulas of CRWP and CRAP
、
Fig. 5. Gut microbiota compositions analysis at the family and genus levels. (a) and (b), Venn diagrams of CRWP and CRAP groups; (c) and (d), relative abundance bar plots at family and genus levels for CRWP and CRAP
Fig. 6. Ternary phase diagrams (a for CRWP, b for CRAP) and Lactobacillus taxa tree (c).
Fig. 7. Non-targeted metabolomics analysis of heat map (a, CRWP vs. Model; b, CRAP vs. Model), Volcano plots (c, CRWP vs. Model; d, CRAP vs. Model) and KEGG enrichment pathways (e, CRWP vs. Model; f, CRAP vs. Model).
Fig. 8. Effects of CRWP and CRAP treatments on the distributions (a) and proportions (b) of lymphocyte subsets in peripheral blood. Note: , p < 0.05 compared with the blank group; #, p < 0.05 compared with the model group.
研究结论
总之,本研究系统地阐明了血红铆钉菇多糖的提取方法、结构特征、肠道菌群调节和免疫调节活性之间的级联关系。结构表征结果显示,CRWP和CRAP均呈现典型的多糖理化性质,平均分子量分别为2.58×10⁶ Da和2.89×10⁶ Da。核心结构差异主要在于CRWP具有β-(1→6)-Manp的主链结构,而CRAP具有β-(1→6)-Manp和β-(1→6)-Glcp的骨架结构。与促进阿克曼氏菌科/阿克曼氏菌富集介导的赖氨酸降解途径的CRAP相比,CRWP显著富集了调节植物激素信号通路的乳杆菌科/乳杆菌,并在免疫损伤小鼠中表现出更强的免疫调节活性。总之,这些结果阐明了血红铆钉菇多糖的构效关系,并将为其在功能食品领域的进一步开发和应用提供科学依据和技术范式。
搜寻路径英文名称:
Structure-activity relationship of Chroogomphis rutilus polysaccharides on gut microbiota mediated immunomodulatory effectsDOI:https://doi.org/10.1016/j.fbio.2026.108622
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