Carbohydrate Polymers(IF:12.5)|广州大学:基于结构表征与功能比较揭示虎掌菌两种低分子多糖的差异化生物学效应
Carbohydrate Polymers(IF:12.5)|广州大学:基于结构表征与功能比较揭示虎掌菌两种低分子多糖的差异化生物学效应
2026年,广州大学生命科学学院团队在Carbohydrate Polymers发表题为Two low molecular weight-polysaccharides isolated from the edible fungus Sarcodon imbricatus: Isolation, characterization, immunomodulatory and intestinal barrier-protective effects 的研究论文。该研究从食药用真菌虎掌菌中分离纯化得到两种低分子量多糖SIP-1和SIP-2,系统开展结构表征,并在免疫调节、肠屏障保护及肠道菌群相关模型中进行了比较评价,揭示了不同结构多糖对应的差异化生物学效应。
文献摘要
本研究对来源于虎掌菌的两种结构不同的多糖SIP-1和SIP-2进行了系统比较。SIP-1为2.4 kDa杂多糖,具有β-(1→6)-glucan主链及含葡萄糖醛酸侧链;SIP-2为4.1 kDa支化β-(1→4)-glucan,并具有末端甘露糖残基。功能研究表明,SIP-1可显著增强肠屏障功能,表现为提高跨上皮电阻并降低荧光标记葡聚糖通透性,同时在体内外均表现出抗炎作用,能够调节促炎细胞因子并富集Muribaculaceae等有益菌群。相比之下,SIP-2的肠屏障保护作用有限,但呈现更明显的免疫调节活性,在正常巨噬细胞中增强免疫应答,在LPS刺激细胞中降低炎症反应,并与Blautia和Akkermansia等免疫调节相关菌群丰度升高相关。研究表明,不同糖苷键连接方式和末端糖残基的虎掌菌多糖可表现出不同的生物学谱系,为理解真菌多糖组成与构型差异同肠屏障、免疫应答及肠道菌群调控之间的关系提供了新认识。
研究背景
多糖作为自然界中最丰富的生物分子之一,因其免疫调节、抗肿瘤、抗氧化及肠道菌群调控等生物活性而受到广泛关注。药用真菌被认为是活性多糖的重要来源,虎掌菌作为兼具食用和药用价值的真菌,已有研究提示其具有免疫调节、抗肿瘤和保肝等作用,这些功能在很大程度上与其多糖成分相关。已有认识表明,多糖活性受分子量、单糖组成、糖苷键连接方式及支链特征等结构参数影响。然而,现有研究多集中于粗提物或单一组分,缺乏对同一来源不同结构多糖组分的直接比较,也缺少将结构解析与肠屏障、免疫调节及菌群变化联合评估的系统研究。
研究内容
1. 多糖提取与组分分离
研究采用加压热水提取方式,从虎掌菌子实体中提取得到总多糖,并在脱蛋白后进一步分离出两种主要多糖组分SIP-1和SIP-2。作者指出,两种组分在离子交换分离过程中表现出不同洗脱行为,提示其理化特征存在差异。
2. 多糖结构系统表征
研究结合分子量测定、单糖组成分析和糖苷键连接方式分析,对两种低分子量多糖的结构特征进行了比较;并进一步利用FTIR和高级NMR谱学,解析其官能团、主链构象、异头碳构型及序列信息。
3. 免疫调节活性评价
作者采用RAW264.7巨噬细胞模型评估两种多糖的直接免疫调节潜力。结果显示,SIP-2表现出更突出的免疫调节作用,能够在正常巨噬细胞中增强免疫反应,并在LPS刺激条件下减轻炎症水平。
4. 肠屏障保护作用研究
研究利用Caco-2/RAW264.7共培养体系和LPS诱导小鼠模型考察肠屏障保护功能。SIP-1显著提高跨上皮电阻、降低荧光葡聚糖通透性,并在体内表现出更明确的肠屏障强化作用。5. 菌群相关效应分析在宿主反应之外,研究将功能评价拓展至肠道菌群相关层面。SIP-1与Muribaculaceae等SCFA相关菌群富集相关,而SIP-2则与Blautia和Akkermansia等免疫调节相关菌群丰度升高相关。
研究结论
本研究显示,虎掌菌来源两种低分子量多糖SIP-1和SIP-2存在明确的功能分化。SIP-1主要表现为肠屏障保护作用,其功能与β-(1→6)-glucan主链、β-(1→3)-支链及葡萄糖醛酸残基相关,并可通过富集Muribaculaceae等菌群、增强肠屏障相关指标而发挥作用;SIP-2则表现出更显著的免疫调节特征,尽管肠屏障保护作用较弱,但能够在不同炎症状态下调节巨噬细胞反应,并伴随Blautia、Akkermansia等菌群变化。整体结果表明,不同组成与连接方式的真菌多糖可对应不同的肠道健康与免疫调节谱系。
原文链接
https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2026.125161
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