低分子量平菇多糖免疫调节作用构效关系及其分子机制研究

Pleurotus ostreatus belongs to medicinal and edible plants, which has immunomodulatory function, but the main functional components and mechanism are still unclear. In the early time, our research group had extracted and purified low molecular weight Pleurotus ostreatus polysaccharides (LPOP) from Pleurotus ostreatus, and found that LPOP can promote the proliferation of mouse spleen lymphocytes. Based on the study, we confirmed that LPOP has remarkable immunomodulatory activity and is the main active constituent of Pleurotus ostreatus. On the basis of previous work, the chemical structure of LPOP will be analyzed, the structure-activity relationship is to be clarified and the molecular mechanisms of immunoregulation can be revealed in this study. The main research contents are to be described as follows: 1) The chemical structure and shape characteristics of LPOP will be analyzed by the modern instruments such as IR spectra, UV spectra, gas chromatography (GC), mass spectrometry (MS), GC-MS combination, nuclear magnetic resonance (NMR), scanning electron microscope (SEM) and atomic force microscope (AFM), etc.. 2) The structure can be modified further through chemical methods to find out the impact of substituents on the immune activity. 3) The animal experiment models are planed to be constructed to discuss the effects of the LPOP on the immune related indexes on global level, and the effects of LPOP on the immune cells associated factors must be studied through the molecular biology technology on the cellular and molecular level. If this project reached its expected goals successfully in the future, it will supply the fundamental theory for the comprehensive utilization of the Pleurotus ostreatus and can provide a way for the development of the new functional foods with the low molecular weight polysaccharide.

平菇属于药食同源植物，具有免疫调节功能，但其主要作用成分和作用机制至今仍不明确。本课题组已从平菇中提取纯化获得低分子量的平菇多糖LPOP，前期研究发现LPOP能够促进小鼠脾淋巴细胞的增殖，具有显著的免疫调节能力，是平菇发挥免疫调节功能的主要活性成分。本课题拟在前期基础上解析LPOP的化学结构，研究其结构与免疫活性之间的关系，揭示其免疫调节的分子机制。主要研究内容有：1)利用红外光谱、紫外光谱、气相色谱、质谱、气质联用、核磁共振、扫描电镜、原子力显微镜等近现代仪器分析LPOP的化学结构及形貌特征2)利用化学方法对LPOP进行结构修饰，研究取代基对免疫活性的影响；3)构建动物实验模型，从整体水平上研究LPOP对免疫相关指标的影响，利用分子生物学技术在细胞和分子水平研究LPOP对免疫相关细胞因子的影响。本研究结果可为平菇多糖的开发利用提供理论指导，并为新型低分子量多糖功能食品的研发奠定良好基础。

多年来的研究表明，活性多糖参与和介导了免疫功能的调节，能提高机体自身免疫功能而对正常细胞无毒副作用，是一种良好的免疫调节剂。平菇是天然的药食同源植物，具有免疫调节功能，但其主要作用成份和作用机制仍不明确。我们通过前期研究发现平菇多糖是平菇发挥免疫调节功能的主要活性成分，基于此，我们采用不同的方法提取平菇多糖，并对其进行分离纯化，对平菇多糖的结构和免疫调节活性进行系统的分析研究，获得了一系列可靠的平菇多糖研究新成果。（1）获得了三种平菇多糖的高效提取新方法；（2）明确了平菇多糖的流变学特性和凝胶特性随外界条件变化而变化；（3）获得了平菇多糖的三个纯品组分，并明确了其理化性质及化学结构；（4）发现了平菇多糖可显著提高免疫抑制小鼠的脾脏指数、胸腺指数、肝脏指数、肝周脂肪指数、睾丸指数、附睾指数和附睾脂肪指数，可显著增强免疫抑制小鼠的迟发型超敏反应，并显著提高免疫抑制小鼠血液的WBC、RBC、HGB和PLT含量；（5）发现了平菇多糖可显著提高免疫抑制小鼠肝组织的CAT活力、GSH-Px活力和T-SOD活力，显著提高免疫抑制小鼠肝组织的T-AOC含量，而显著降低其异常升高的MDA含量；（6）发现了平菇多糖可显著提高环磷酰胺所致的免疫抑制小鼠脾脏组织的LDH、ACP的活性下降，提升机体激活巨噬细胞能力，促进其吞噬细菌的能力增强；（7）发现了平菇多糖可显著提高小鼠血清的Ig-M、Ig-G、Il-2、TNF-α、INF-γ含量；（8）通过体外细胞培养实验，发现平菇多糖在一定的作用时间、一定的作用浓度下可明显促进巨噬细胞增殖，还可显著增强巨噬细胞吞噬中性红的能力。以上结果提示，平菇多糖可以提高免疫抑制小鼠的免疫功能，清除自由基和降低氧化应激作用是其免疫调节机制之一。这些结果将为高活性的天然免疫调节剂和抗氧化剂提供新的可开发资源，也为平菇资源的深加工利用和平菇免疫调节作用的物质基础研究提供了理论依据。