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昆明植物所在鐵皮石斛多糖的結(jié)構(gòu)及活性研究中取得重要進(jìn)展 文章來源:植物化學(xué)與西部植物資源持續(xù)利用國家重點實驗室 | 發(fā)布時間:2020-05-21 | 作者:胡江苗 | 瀏覽次數(shù): | 【打印】 【關(guān)閉】 蘭科石斛屬(Dendrobium)植物在我國具有悠久的藥用歷史,其能益胃生津、滋陰清熱,用于熱病津傷,口干煩渴,胃陰不足等癥。鐵皮石斛(D. officinale Kimura et Migo)等石斛品種富含多糖,其中的多糖被認(rèn)為是鐵皮石斛的主要活性功能成分。現(xiàn)代藥理學(xué)研究也表明,鐵皮石斛多糖在免疫調(diào)節(jié)、抗炎、降血糖等方面表現(xiàn)突出。但對鐵皮石斛多糖的結(jié)構(gòu)及其活性機(jī)制的研究仍然欠缺。 中國科學(xué)院昆明植物研究所天然藥物新藥研發(fā)團(tuán)隊周俊課題組一直關(guān)注蘭科藥用植物,前期工作豐富了石斛屬茋類化合物、倍半萜(Tetrahedron Letters 2013, 54: 1928-1930; Natural Products and Bioprospecting 2013, 3, 89-92)及其生物堿(Journal of Natural Products, 2018, 81(2), 227-235)。為更好的理解石斛作用物質(zhì)基礎(chǔ)及機(jī)理機(jī)制,近年來開展了石斛尤其是鐵皮石斛多糖的結(jié)構(gòu)及其活性機(jī)制研究。前期,課題組與云南農(nóng)業(yè)大學(xué)盛軍教授團(tuán)隊合作,對普洱市采集的鐵皮石斛干燥莖中的多糖進(jìn)行分離,得到了均一分子量的含乙酰基取代的以β-D連接為主的吡喃葡甘聚糖,并發(fā)現(xiàn)鐵皮石斛多糖表現(xiàn)出顯著的免疫調(diào)節(jié)功能。實驗表明,鐵皮石斛多糖能促進(jìn)IL-1β和TNF-α的分泌,其機(jī)制與ERK1/2和NF-κB通路有關(guān),通過NF-κB介導(dǎo)的TLR4信號通路產(chǎn)生免疫應(yīng)答,而CCL4和IP10可能是乙?;〈?/span>葡甘聚糖刺激免疫應(yīng)答的新靶標(biāo)( International Journal of Biological Macromolecules. 2016. 34-41; Molecules. 2018, 23, 2658 )。在與香港中文大學(xué)梁秉中教授團(tuán)隊的合作中發(fā)現(xiàn),鐵皮石斛多糖可以減輕酒精引起的SD大鼠胃黏膜損傷,并通過抑制氧化應(yīng)激產(chǎn)生的細(xì)胞凋亡從而保護(hù)人胃黏膜上皮細(xì)胞。對其機(jī)制進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)鐵皮石斛多糖抑制了caspase 3的激活和PARP的裂解,下調(diào)Bax/Bcl 2的比例,同時抑制了p-NF-κBp65/NF-κBp65的水平。從而揭示鐵皮石斛多糖可能是通過抑制NF-κB通路的激活來抑制H2O2引起的細(xì)胞凋亡 ( Journal of Ethnopharmacology. 2017, 214-224 )。 近期,周俊課題組利用紅外、核磁、甲基化等手段對分離得到的均一分子量的鐵皮石斛多糖的可能重復(fù)片段進(jìn)行了推斷,發(fā)現(xiàn)分離得到的鐵皮石斛多糖為2/3位有乙?;〈囊?/span>1,4-β-D連接為主的葡甘聚糖 (Fig.1)。同時發(fā)現(xiàn)分離得到的鐵皮石斛多糖具有降低高糖高脂輔助STZ誘導(dǎo)產(chǎn)生的雄性SD糖尿病大鼠血糖的作用;并且灌胃鐵皮石斛多糖還能恢復(fù)糖尿病大鼠血液中的胰島素和GLP-1含量。進(jìn)一步的細(xì)胞實驗發(fā)現(xiàn),鐵皮石斛多糖能促進(jìn)STC-1細(xì)胞分泌GLP-1。利用信號通路抑制劑推斷出鐵皮石斛多糖促STC-1細(xì)胞分泌GLP-1的作用與Ca2+/calmodulin/CaMKII 以及 MAPK信號通路相關(guān)。上述研究發(fā)表在該領(lǐng)域權(quán)威期刊Carbohydrate Polymers上(2020, 241, 116326;),博士研究生鄺夢婷為論文第一作者,周俊研究員及胡江苗副研究員為通訊作者。該研究得到了云南省科技專項(2017ZF003-04)、云南省省后備人才計劃(2015HB093)、院士自由探索項目( 2019HA001)和北京植物醫(yī)生生物科技有限公司項目支持。感謝云南省長期對研究組石斛工作的支持。
Fig. 1. Possible repeated unit of DOP-1 and DOP-2
Fig. 2. Effects of DOP-1, DOP-2 (A) and signaling protein inhibitors (B) on GLP-1 secretion by STC-1 cells.
鐵皮石斛 (責(zé)任編輯:李雪)
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