植物多糖免疫调节功能研究进展

摘要：对植物多糖的免疫调节功能进行了综述，归纳总结了植物多糖对免疫器官、细胞、细胞因子和免疫信号通道的免疫调节作用及在黏膜免疫方面的最新研究进展。

关键词：植物多糖；免疫功能；调节

中图分类号：O629.12 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2018）11-0010-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.11.002

Abstract： The immunomodulating functions of plant polysaccharides were reviewed. The immunologic modulation of plant polysaccharides on immune organs，cytokines，immune signaling pathways，and its latest research progress in mucosal immune were summarized.

Key words： plant polysaccharide； immunologic function； modulating

植物多糖是植物中一类分子质量不同的构成生物生命活动的高分子化合物，自然界分布广泛，已经有100多种植物多糖被分离出来应用于临床。由于植物多糖来源于自然，具有毒副作用小、安全性高、功能多样、价格低廉等优点，已经被广泛用于饲料添加剂、功能性饲料、药物保健和疾病辅助治疗等方面[1]。目前研究最多的是多糖的免疫功能，临床应用显示，多种植物多糖具有双向免疫调节作用，特别是在免疫增强方面疗效显著，例如临床已经获得兽药证书的黄芪多糖和香菇多糖。植物多糖促进免疫调节的机制较多，具有多靶点、多功能和多因子的效应[2]。研究显示，植物多糖可以促进免疫器官发育，协助免疫细胞活化，调节细胞因子分泌，提高抗体水平和活化补体系统等功效。本研究对多糖在免疫调节方面的研究进展进行了综述。

1 植物多糖对免疫功能的调节作用

免疫功能是畜禽机体保持内环境相对平衡和识别与清除外来抗原物质的天然防御机制，是畜禽机体健康的重要标志。梁金强等[3]研究了香菇多糖、银耳多糖、茯苓多糖、虫草多糖和竹荪多糖组成的复合多糖对环磷酰胺造成小鼠免疫功能低下具有改善作用。结果发现，和环磷酰胺免疫抑制模型组相比，复合多糖显著提高免疫低下小鼠的胸腺指数（P<0.05），极显著提高免疫低下小鼠体液IgG和IgA的水平（P<0.01），显著促进免疫低下小鼠T 淋巴细胞的增殖能力，且效果均优于任何一种单糖对照组。说明了多糖的免疫促进作用和不同多糖协同促进免疫机能的多靶点效应。叶绍凡[4]研究了黄精多糖对训练后小鼠免疫功能的影响，结果显示黄精多糖能够促进运动训练后小鼠脾脏和胸腺发育，中剂量（每天100 g/kg）和高剂量（每天150 g/kg）的脾脏指数、胸腺指数与运动组比较，差异极显著（P<0.01），且外周血免疫细胞CD3+，CD4+，CD4+/CD8+和腹腔巨噬细胞吞噬率也表现为差异极显著（P<0.01），说明了黄精多糖对运动后小鼠的免疫功能恢复效果显著。

2 植物多糖对巨噬细胞的作用

炎症是畜禽机体一种重要的防御性病理反应，巨噬细胞广泛分布于腹腔、血液、肝脏、肾脏、脂肪和肌肉等组织内，是机体内重要的炎性免疫细胞，在炎性细胞的活化中处于起动环节，巨噬细胞的活化对于后期吞噬细胞吞噬细菌、病毒和免疫应答的启动作用巨大。韩曾姣等[5]研究了刺糖精多糖对LPS诱导的巨噬细胞RAW264.7炎症模型的免疫活性影响，结果显示刺糖精多糖能促进巨噬细胞增殖，以50 μg/mL时效果最为显著，且对LPS诱导后的巨噬细胞分泌NO、TNF-α的水平和巨噬细胞的吞噬能力明显提高，和对照组比差异显著（P<0.05）。巨噬细胞作为免疫效应的起始细胞和重要的抗原递呈细胞，在非特异性免疫应答和特异性免疫应答中都发挥着重要作用，刺糖精多糖对巨噬细胞的这种功能说明了多糖能从免疫应答的起始途径调节免疫反应，提高机体的特异性免疫和非特异性免疫。戴艺等[6]研究了松针多糖对正常状态及LPS诱导状态下小鼠腹腔巨噬细胞的免疫调节作用，结果显示25～200 μg/mL的松针多糖均能促进小鼠腹腔巨噬细胞的增殖，以50 μg/mL时效果最为显著，100、200 μg/mL差异不显著，说明多糖的促进作用有剂量依赖性和最佳浓度范围。松针多糖对正常巨噬细胞和LPS刺激的巨噬细胞都具有免疫促进作用，能够提高二者NO、TNF-α、IL-10和IL-1β的分泌量，提高巨噬細胞吞噬中性红的能力，和对照组比，差异显著或极显著（P<0.05或P<0.01）。

3 植物多糖对细胞凋亡的抑制作用

细胞凋亡是机体细胞的正常程序性细胞死亡，是体内细胞在接受某种信号或受到某些因素刺激后为了能够维持机体内环境的稳定而做出的一种细胞主动性的自杀死亡。细胞凋亡参与了免疫细胞的发育和成熟，许多致病因素，如病毒等，通常可以通过凋亡引起机体免疫细胞的非正常死亡，从而导致免疫低下或免疫抑制。任胜杰等[7]研究了黄芪多糖和当归多糖对维氏气单胞菌诱导鲫细胞凋亡的影响，维氏气单胞菌是一种重要的人兽共患病病原，通过引起感染动物靶细胞的凋亡而致病。研究结果显示黄芪多糖和当归多糖能抑制维氏气单胞菌感染后鲫血液细胞的凋亡比例（P<0.05），且黄芪多糖更有效，细胞周期结果显示黄芪多糖和当归多糖能促进维氏气单胞菌感染后的鲫血液细胞由G0/G1期向S/G2+M转换。证实了多糖通过干预机体血液细胞的凋亡来达到治疗或保护细胞的目的。王大山[8]研究了水溶性壳聚糖（天然多糖中惟一的碱性阳离子多糖）对脂多糖诱导的小鼠腹腔巨噬细胞凋亡的影响，实验显示壳聚糖能抑制脂多糖引起的体外培养的小鼠腹腔巨噬细胞的凋亡，脂多糖组和壳聚糖组的凋亡比例分别为（56.67±5.55）%和（31.67±6.64）%，统计学差异显著（P<0.05）。研究显示壳聚糖能抑制脂多糖引起的小鼠腹腔巨噬细胞的NO释放量（P<0.05），明显降低凋亡基因caspase-3的表达，从机理上揭示了壳聚糖对抗脂多糖引起巨噬细胞凋亡的作用，从而避免抵抗力的下降。

4 植物多糖的免疫佐剂效应

疫苗是预防动物传染性疾病的重要手段，而佐剂是提高疫苗免疫应答的重要途径之一，良好的免疫佐剂不仅可以提高疫苗的免疫效果，还可以减少疫苗的副作用。中药多糖具有多靶点、多功能和多方位的免疫促进作用，许多研究已经证实了多糖的免疫佐剂效果。杨红洋等[9]研究了中药复方（当归、党参等11味中药）提取纯化后的多糖对鸡新城疫疫苗的免疫佐剂效果，发现中药多糖组能明显提高新城疫抗体的水平，和空白对照组比差异显著（P<0.05），且中剂量组（25 mg/mL）显著高于高剂量组和低剂量组，说明中药多糖的佐剂作用在一定范围内有剂量依赖效应，但是高剂量组的效果反而下降，有待进一步研究其机理。试验同时证实中剂量组能显著提高免疫鸡血清中的IgM、IgG抗体水平含量和血液中T淋巴细胞的转化率比例。李海霞等[10]研究发现茯苓多糖可以提高流感病毒疫苗和乙肝病毒疫苗在小鼠体内的免疫效果。随后，又以茯苓多糖作为抗原，检测其作为抗原本身的免疫原性，试验结果显示，茯苓多糖作为免疫原，无论是单独免疫小鼠还是和乙肝抗原或猪繁殖与呼吸综合征病毒疫苗联用免疫小鼠，ELISA均不能检测出多糖的IgG抗体，说明茯苓多糖具有弱的免疫性和好的佐剂效果。

5 植物多糖对细胞信号转导的作用

免疫信号通道是众多致病因素激发免疫应答和炎症通路活化的关键途径，是调节和控制炎症和免疫功能的主要通路。郭晓等[11]研究了复方多糖对鸡外周血淋巴细胞免疫信号分子表达的影响。试验使用不同浓度的复方多糖作用于体外培养的鸡淋巴细胞，结果发现多糖浓度在100～200 μg/mL的条件下作用1 h后，细胞分泌的环磷酸腺苷、环磷酸鸟苷、钙离子、一氧化氮和一氧化氮合成酶的水平显著上升，2 h后这些信号分子的浓度显著高于细胞对照组，说明中药复方多糖能通过调节环磷酸腺苷、环磷酸鸟苷、钙离子、一氧化氮和一氧化氮合成酶等细胞内信号分子的活性或含量而启动细胞信号传导，从而调节细胞的活性和功能，促进相关基因的表达和释放，发挥免疫调节作用。雷萍等[12]研究了灰树花多糖对小鼠p38 MAPK信号通路的影响，化疗相关性疲劳模型小鼠灌胃低剂量和高剂量的灰树花多糖，检测小鼠腓肠肌中p38 MAPK的mRNA和蛋白质的表达量，试验结果显示，灌胃灰树花多糖的模型小鼠p38 MAPK的mRNA和蛋白质的表达量显著降低，和模型组小鼠比较差异显著（P<0.01）。p38 MAPK是真核生物体内普遍存在一种信号转导通路，在细胞炎症因子表达和凋亡等过程中起重要作用，灰树花多糖能够通过降低p38 MAPK基因的转录和磷酸化蛋白的表达，来降低机体的炎症因子或细胞因子的分泌，近而抑制炎症反应。

6 植物多糖的黏膜免疫作用

黏膜是机体重要的生物屏障，在疾病抵抗中发挥重要的作用，特别是消化道黏膜是机体面积最大的屏障和免疫器官，也是接触病原微生物和内毒素最多的消化器官，肠道黏膜的健康与否关系到整个机体的健康状态。香菇多糖能够调节免疫细胞和抑制炎症因子来提高机体的免疫功能。江昌盛等[13]研究了饮水中添加20 μg/mL香菇多糖对正常大鼠和大肠杆菌攻毒大鼠的空肠形态、上皮细胞数量和紧密连接蛋白表达的的影响，试验结果显示，对大肠杆菌攻毒组香菇多糖可以极显著降低隐窝深度，增加绒毛高度/隐窝深度的比值（V/C），显著增加上皮内淋巴细胞数量；对正常大鼠组，香菇多糖可以提高杯状细胞的数量，差异显著（P<0.05）。香菇多糖对大肠杆菌攻毒组和正常组的空肠紧密连接蛋白Occludin 的表达量均有促进作用，特别是大肠杆菌攻毒组更明显。说明香菇多糖可以改变正常大鼠和大肠杆菌攻毒大鼠的空肠形态，对大肠杆菌攻毒组更明显。赵明明等[14]研究了黑灵芝多糖对环磷酰胺免疫抑制小鼠肠道黏膜免疫的影响。试验结果显示，黑灵芝多糖剂量组小鼠体质较对照组回升速度较快，说明口服黑灵芝多糖有改善环磷酰胺免疫抑制小鼠体质的效果。通过对肠道形态的观察，发现黑灵芝多糖高剂量组能够增加肠道绒毛长度和隐窝深度，并提高小鼠绒毛长度/隐窝深度（V/C）的比值，从形态上证实了黑灵芝多糖改善肠道的作用。黑靈芝多糖组的小鼠血清中IL-6、IL-10、TNF-α和IFN-γ分泌水平都显著增加，小肠T-bet和GATA-3基因的相对表达水平均有显著性增加（P<0.05），说明黑灵芝多糖从多途径参与肠道的免疫和炎症反应，提高肠道的免疫力。

7 植物多糖的抗炎作用

炎症是畜禽机体的一种正常的病理性防御反应，但是过度的免疫应答经常诱发强烈而持久的炎症反应，导致机体组织损伤。多糖具有抑制过度炎症反应的功能。展锐等[15]研究了大枣多糖的体外抗炎效果，观察大枣多糖对脂多糖诱导的巨噬细胞RAW264.7炎症模型的干预效果，发现100 μg/mL的大枣多糖能够显著降低RAW264.7细胞中炎症因子如环氧合酶-2（COX-2）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白细胞介素-1β（IL-1β）和白细胞介素-6（IL-6）的含量，差异极显著（P<0.01），表明大枣多糖具有较强的抗炎活性。张妍淞等[16]研究了黑灵芝多糖对脂多糖腹腔注射小鼠炎症模型的体内抗炎活性，发现小鼠灌胃黑灵芝多糖后低、中和高剂量（每天25、50、100 mg/kg）都可以提高炎症小鼠腹腔巨噬细胞表面的MR表达，和炎症模型组比较差异极显著（P<0.01）；和炎症模型组比较，中、低剂量显著降低（P<0.05），高剂量极显著（P<0.01）降低腹腔巨噬细胞的吞噬功能，达到抑制炎症的效果。

8 植物多糖的抗氧化作用

活性氧（ROS）在免疫细胞的代谢和炎症中起到重要作用，一旦过量的应激导致免疫细胞呼吸爆发，产生大量的活性氧自由基，就会攻击细胞膜或线粒体，导致细胞代谢紊乱和机能下降。杨晓杰等[17]比较了不同提取方法对白芷多糖、白及多糖和桔梗多糖的体外抗氧化能力，显示各种多糖浓度在10 mg/mL时抗氧化性能最强。对于总还原能力，无论是水提，还是微波提取的白及多糖总还原能力最强；清除羟自由基能力上，微波提取桔梗多糖或水提取桔梗多糖能力最强；在清除超氧阴离子自由基上，水提取白芷多糖或微波提取白芷多糖能力最强；清除DPPH的能力上，微波提取桔梗多糖或水提取桔梗多糖能力最强；总体来说，微波提取多糖的抗氧化能力优于水提，不同多糖在抗氧化机理上不同，三种多糖中，桔梗多糖能力更强一些，推测复合多糖的抗氧化性能更优秀。刘雨萌等[18]研究了枸杞子多糖通过抗氧化作用改善小鼠疲劳的作用，给小鼠灌胃剂量50、100 mg/kg的枸杞子多糖可以显著提高小鼠的转棒时间和负重游泳时间，和空白对照组相比，差异极显著（P<0.01）。对口服枸杞子多糖小鼠的肝糖原和肌糖原进行检测，显示口服50、100 mg/kg的枸杞子多糖肝糖原的含量分别增加了51.16%和66.23%，肌糖原分别增加了15.69%和26.13%，差异显著（P<0.05）。氧化指标显示枸杞子多糖可以提高血清SOD和GSH-Px的活性，降低过氧脂质化物ROS和MDA的含量，与空白组相比，具有显著差异性（P<0.05）。

9 植物多糖的抗应激作用

现代化的规模化、集约化养殖模式中，应激是引起机体抵抗力下降，多种传染性疾病发生的重要诱因，临床研究证实植物多糖具有抗应激的效果。刘延鑫等[19]研究黄芪多糖肉牛短途运输应激的保护效果，结果发现在肉牛饲料中每日添加10 g黄芪多糖，可以缓解运输应激造成的损失，运输后7 d平均日增重极显著高于运输应激组（P<0.01），呼吸道发病率和消化道发病率显著下降，应激组呼吸道发病率和消化道发病率分别达到40%和60%，而黄芪多糖组呼吸道发病率和消化道发病率为0和20%。黄芪多糖添加组肉牛能对抗运输后1 d应激引起的血清Na+显著下降（P<0.05）和在运输后1、7 d的NA+/K+-ATP酶活均极显著下降（P<0.01）。王朝栋等[20]研究了苜蓿多糖蛋鸡夏季高温环境下应激的改善作用，试验结果显示饲料中添加苜蓿多糖能改善夏季高温环境下蛋鸡的生产性能，提高蛋鸡的产蛋率和鸡蛋的品质。饲料中添加苜蓿多糖500、1 000和4 000 mg/kg，产蛋率分别提高了7.76%、11.48%和8.36%，料蛋比分别降低了5.91%、8.37%和7.88%，差异显著（P<0.05）。在鸡蛋品质上，苜蓿多糖能加深了蛋壳颜色、提高了蛋壳强度、增加蛋壳厚度、降低了蛋形指数和提高了蛋黄颜色，能很好改善蛋鸡在高温季节鸡蛋的品质。

由此可见，植物多糖能够从多种途径以多种方式来调节畜禽的免疫功能，这也符合植物多糖多效性、多靶点和多功能的特征。随着现代化提取和纯化技术的发展，相信更多种类和纯度更高的植物多糖将被分离纯化出来，这样不仅可以提高中药的利用率和在动物体内的生物利用度，更有利于中药的功能开发和价值提升。

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