牛膝多糖的生物学功能进展,本文是关于研究进展函授毕业论文范文与牛膝多糖和生物学和研究进展类专升本毕业论文范文.
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摘 要：牛膝多糖(ABPS)是从牛膝中提取的具有生物活性的小分子量肽多糖,因其广泛的生物学活性受到极大的关注.研究表明,ABPS能调节细胞的增殖、分化或凋亡,特别是能促进免疫细胞的激活.同时,ABPS还具有抗肿瘤、抗病毒、抗氧化、增强免疫、降血糖、抵抗衰老等多种生物学功能.本文主要从ABPS的理化性质、生物学功能等方面进行概述,为ABPS的开发利用提供依据.
关键词：牛膝多糖：生物学功能：研究进展
多糖( Polysaccharide)是由单糖分子组成的高分子化合物,目前人们发现的多糖种类有300多种,它们广泛存在于动植物和微生物组织中.多糖作为一类重要的生物活性大分子,在生物体内具有重要的生物功能,如支持细胞结构和作为能量储存物质,此外还具有信息存储、传递以及信号感受的重要生物功能.近年来,人们对以牛膝多糖(Achyranthes bidentata polysaccharide,ABPS)、黄芪多糖(Astragalus polysaccharide,APS)及白术多糖(polysaccharide of Atractylis macroceohala koidz,PAM)等为代表的水溶性植物性多糖的砑究日益深入,发现它们具有抗炎症、抗氧化、保护肝肾、调节血糖以及增强免疫等多种作用.大量研究和实践证明,ABPS能够提高机体免疫力,改善仔猪肠道发育状况,维护和发挥肠道功能,提高仔猪的生长性能和健康水平,减少经济损失.ABPS因其具有免疫调节活性,又无毒、不产生抗药性,而成为动物生产上极具前途的替代抗生素的绿色添加剂.
1 牛膝多糖的理化性质 ABPS是牛膝根部经过干燥、粉碎,而后经过乙醇处理、沸水处理等一系列步骤可以得到初步的褐色物质,进一步纯化后可得到无色的粉末.早在90年代,对牛膝多糖粉末进行化学成分分析结果表明,ABPS是主要由多糖和肽组成的肽多糖.D-葡萄糖酸、D-半乳糖酸、D-半乳糖、L-鼠李糖以及L-阿拉伯糖是其主要的糖类成分,谷氨酸、甘氨酸、丝氨酸和门冬氨酸是主要的氨基酸成分.后来,ABPS的理化性质和结构都得到了确证,且被鉴定为禾本科型果聚糖.研究表明,牛膝多糖由葡萄糖和果糖（比例为8:1）组成,其糖链结构中同时还有1,2一连接和2,6一连接的两种果糖残基.同时．ABPS也可使用化学方法拆分为多糖组分、甾酮组分以及脂肪油组分等,这些组分具有是具有完整的生物活性,如多糖组分、笛酮组分具有免疫活性,并且这些组分之间基本不交叉.随着技术的进步,对ABPS的成分研究将会更加的细致和深入.
2 牛膝多糖的生物学功能
近年来,ABPS以其广泛的生物学活性受到了极大的关注.研究表明,ABPS能调节细胞的增殖、分化或凋亡,特别是能促进免疫细胞的激活.同时,ABPS还具有抗肿瘤、抗病毒、抗氧化、增强免疫、降血糖、抵抗衰老等多种生物学功能.
2.1牛膝多糖对细胞增殖的影响
自90年代起,从牛膝中分离牛膝多糖的技术愈发完善,这也为ABPS的进一步深入的研究创造了良好的条件：此后人们在细胞水平上对牛膝多糖进行了大量的实验研究.大量报道显示ABPS能促进猪、牛、鸡、小鼠树突细胞等细胞的增殖.Yu等报道,在细胞培养体系中添加适宜浓度的ABPS能够显著促进源单核巨噬细胞的增殖,而且显著上调细胞周期蛋白(cyclin)Dl、细胞周期素依赖性激酶4(CDK4)、CDK6等的表达,表明ABPS是通过提高细胞Gl期和S期的比例来加速细胞增殖的：进一步研究表明,ABPS是通过影响Wnt/-c atenin信号通路来调节细胞周期的.同时,ABPS也能调节细胞的凋亡,如通过促进软骨细胞Ⅱ型胶原的表达,抑制大鼠软骨细胞的凋亡、减少大鼠糖尿病模型的视网膜、脑组织和肾组织等的细胞凋亡,促进人肝癌细胞、肺腺癌细胞系的凋亡.
ABPS在免疫细胞上的作用备受重视.周智东等报道ABPS能显著加强DC+CIK细胞对对结肠癌细胞株SW480的杀伤活性,原因是ABPS能促进IL-12、TNF-a的分泌.Zou等报道,ABPS能够促进树突细胞的活化是通过促进CD86, CD40,and MHC II等的表达,IL-12的分泌和抑制树突状细胞酸性酶昀分泌等实现的.
2.2牛膝多糖的免疫调节功能
大量研究报道证明,ABPS具有增强免疫、抵抗炎症等功能.一方面,在细胞水平上ABPS能够增强免疫细胞的增殖、活化和成熟,并且调控细胞因子等的表达.如牛膝多糖通过增强共刺激信号分子f如CD80、CD86等）、MHC I和Ⅱ类分子和CXC趋化因子受体4和7等途径增强了小鼠脾脏提取的树突状细胞的成熟与迁移.另一方面．ABPS也能调节鱼类和哺乳动物（如小鼠、大鼠、猪等）的免疫功能,如增强免疫器官的发育、调节免疫细胞因子的表达和调控信号通道等,并且主要表现为增强免疫的功能.如邹云等报道,在仔猪饲料中添加0.08%的牛膝多糖可以促进仔猪免疫器官的发育,提高淋巴结指数和脾脏指数,提高补体的水平,增加血液中免疫球蛋白的含量等：同时．ABPS通过提高仔猪外周血IL-lbeta、IL-2、TNG-alpha和IFN-gamma等细胞因子的水平以及淋巴细胞的转化率等发挥其调控机体免疫的作用.崔维等研究发现,日粮中添加ABPS显著提高了免疫抑制小鼠模型中脾脏和胸腺的质量,提高了淋巴细胞的转化率.Zhu等报道,在约氏疟原虫17XL感染的小鼠模型上,ABPS预处理的小鼠存洁时间显著增加,而且ABPS通过调节增加免疫细胞的数量（如树突状细胞）和调节细胞因子的表达等选择性的增强了TH1细胞的免疫反应.王小娜等报道在草鱼的基础饲料中添加0.20% ABPS可显著提高草鱼的生产性能并改善其免疫功能.
2.3牛膝多糖的抗肿瘤作用
肿瘤是非正常生长的组织,其形成的原因是一系列致癌因子导致的细胞分裂的失调,致使形成增生性的组织.在腹水型肝癌小鼠模型中．ABPS对肝癌小鼠模型H22的抑瘤率高达58.82%,且低剂量组(400m~kg)显著高于其他组.ABPS的抗肿瘤作用的基础之一是对肿瘤细胞增殖的抑制作用.宗灿华等报道ABPS能够抑制肝癌细胞BEL-7402的增殖并促进其凋亡,其中的机制基础可能是牛膝多糖上调Caspase-3蛋白的表达.ABPS抗肿瘤作用的另一基础是免疫调节活性,陈文娜等[15]报道显示在人工构建的MCF-7乳腺癌细胞和树突状细胞共同培养所构成的肿瘤微环境中,ABPS能够促进树突状细胞相关免疫因子的表达和激活J*/STAT3信号通路等途径纠正改环境下的免疫缺陷,并且能有效激活细胞毒性T淋巴细胞.有趣的是,在C57BU6小鼠肺癌模型中,低剂量的ABPS添加舍抑制小鼠Lewis肺癌肿瘤的生长,而高剂量却表现出促进肿瘤的生长：其机制是低剂量的ABPS通过抑制扰乱肿瘤细胞周期而不是增强自然杀伤细胞的活性达到抵抗肿瘤的效果,高剂量ABPS则通过扰乱了自然杀伤细胞活性,上调IL-6和TNF-alpha的表达促进肿瘤的生长.这说明ABPS的对肿瘤的调节作用是与其剂量相关的.
2.4牛膝多糖的抗病毒作用
病毒是只在其他生物体活细胞内复制的致病原,只有侵入细胞的病毒才能够存活并繁殖.板蓝根多糖、APS、ABPS等多种植物性多糖均具有良好的抗病毒功能.一方面这些多糖能通过阻断病毒的吸附、入侵、增殖等抵抗病毒,另一方面,它们能通过增强细胞或机体免疫功能来抵御病毒.实验表明ABPS对新城疫病毒感染鸡胚成纤维细胞具有明显的抑制作用：而且在用灭活的禽流感疫苗对雏鸡进行免疫时,辅以牛膝多糖ABPS在一定程度上增强了鸡的免疫器官指数与禽流感血凝抑制抗体滴度,可见ABPS可以作为良好的疫苗佐剂.
2.5牛膝多糖的抗氧化作用
氧化生理过程是细胞或机体的一系列产生自由基的化学反应．导致可能对细胞或机体造成危害的链式反应,而抗氧化物质如维生素C或硫醇等可以抑制或终止这一链式反应.多糖因其具有提高体内抗氧化酶活性和增强清除自由基能力等作用而具有广泛的抗氧化作用.唐静等报道显示．ABPS具有在一定程度上清除活性氧和增强小鼠机体抗氧化的功能,给D -galactose致衰老模型每天皮射300mg/kg剂量的牛膝多糖能够显著提高小鼠体内抗氧化物质的活性和总抗氧化能力.王菊平等报道,细胞培养基中添加10%与15%的ABPS对暴露于过氧化氢环境中的人脐静脉内皮细胞也具体保护作用,如改善了细胞形态,降低乳酸脱氢酶、内皮素一1．升高组织型纤溶酶原激活物和一氧化氮等.另外,ABPS不仅在哺乳动物细胞或组织中具有良好的抗氧化作用,而且也能增强草鱼的抗氧化能力.
机体内天然和固有的活性氧成分是导致衰老的重要非直接因素,活性氧和抗氧化物的平衡是调节机体衰老机制的两个的重要方面.ABPS能通过抑制非酶促的糖基化作用改善水鼠衰老模型中的相关症状和指标.在半乳糖致衰老小鼠模型中,皮射牛膝多糖不仅提高了脑组织和肝脏组织的抗氧化水平,而且还减缓甚至阻断了直接的过度氧化,在一定程度上起到了延缓衰老的作用.在另一个使用同样模型的实验中,ABPS灌胃同样显著增高了小鼠心、肝和脑组织的总抗氧化能力、清除超氧阴离子和羟自由基的能力,提高了多种抗氧化酶的活性,预示ABPS具备比维生素C相当甚至更强的抗氧化活性.
2.6牛膝多糖的血糖调节功能
ABPS具有重要的降血糖作用,在治疗糖尿病及其并发症上有着相当的前景.报道显示ABPS可显著降低显著降低四氧嘧啶及肾上腺素模型小鼠的血糖含量,并提高肝糖原的含量,同时ABPS对H707诱导的HUVEC损伤具有显著地保护作用.ABPS能显著改善二型糖尿病大鼠模型的临床症状,如空腹血糖、空腹胰岛素和胰岛素抵抗指数等,其机制有可能是ABPS通过在mRNA水平和蛋白水平抑制大鼠脂肪分化相关蛋白的表达降低了胰岛素抵抗效应.ABPS的衍生物似乎具有更优秀的降血糖作用,金丽琴等对比了ABPS、牛膝多糖的硫酸酯与磷酸酯衍生物三者之间的调节糖尿病大鼠的血糖的能力．发现牛膝多糖的硫酸纸衍生物不仅能够降砥血糖,而且还对胰岛B细胞,肾功能有一定的修复和保护作用.
2.7牛膝多糖的其他作用
自古以来,牛膝被认为具有活血通络的作用.现代研究表明,其机制可能是ABPS具有够延长凝血时间和凝血酶原时间的功能.据邹来勇等报道,在家兔Hulth模型中,给予兔口服ABPS能降低血液的血细胞比容、血浆黏度、全血黏度、血沉值和纤维蛋白原等,并且还增加红细胞电泳率,预示ABPS可通过调节血液循环．进而达到活血通络的作用的效果.
ABPS还具有补肝强肾的功效.徐晓燕等报道,给卡介苗和脂多糖诱导的免疫性肝损伤模型注射150和300 m~kg的ABPS可显著降低血清和肝脏中的丙氨酸氨基转移酶和丙二醛的水平,有效增强超氧歧化酶(SOD)的活性降低脾脏和胸腺质量指数,预示ABPS对肝损伤有一定的保护作用.怀牛膝多糖具有防止糖尿病肾病之功效,其机制是通过调节p53、mdm2基因表达量保护肾脏功能.
3小结
抗生素的滥用不仅损害动物的健康,而且严重威胁到了人类健康,因此研发替代抗生素的产品成为一种趋势.天然植物提取物尤其是ABPS的研究证明其在替代抗生素发面具有天然优势.在已有研究结果基础上,若能从分子水平深入揭示ABPS调节免疫动能的机制,则能更好的为ABPS在动物生产、食品营养、医学保健领域的推广应用提供科学依据.
参考文献（略）
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