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【金秋计划】黄精炮制前后多糖的结构特征及其靶向MD2蛋白发挥巨噬细胞免疫调节活性研究
城头变幻大王骑
2024/09/04
私聊
中药/天然药检测
黄精(
Polygonatum Rhizoma
,PR)是一种药食两用的中药,主要化学成分为多糖、黄酮和甾体皂苷
类
,临床常蒸制后应用,使用的辅料包括酒、黑豆、生姜和蜂蜜等。有研究报道PR炮制后化学成分发生显著变化,这些变化可能会影响其生物活性。近年来也有研究发现,PR经煎煮后其免疫调节活性增强,其中黄精多糖表现出较强的免疫调节特性。然而,黑豆加工炮制的黄精(PRWB)多糖的化学结构或免疫调节活性机制尚未见报道。
作者首先进行了PRWB多糖的提取、分离和纯化,得到1个较纯的多糖,记为SPR-1。SPR-1的HPGPC光谱显示单个对称窄峰,表明SPR-1为均质多糖。SPR-1的FT-IR光谱特性显示出典型的多糖吸收峰。
NMR波谱技术是目前分析多糖结构特征的常用且有效的方法,利用1H和13C谱可根据化学位移和偶联常数确定多糖中糖残基的构型和数量,利用NOESY和HMBC谱可确定糖残基的序列。因此,我们研究了SPR-1在600MHz下的1H、13C、COSY、HSQC、HMBC和 NOESY NMR光谱。
结合以上分析,推测主链的连接方式为→[4)-β-D-Galp-(1]9→4,6)-β-D-Galp-(1→4)-α-D-GalpA-(1→4)-α-D-GalpA-(1→4)-α-D-Glcp-(1→4,6)-α-D-Glcp-(1→4)-α/β-D-Glcp。支链的连接方式为R1:β-D-Galp-(1→3)-β-D-Galp-(1→和R2: α-D-Glcp-(1→6)-α-D-Glcp-(1→。SPR-1 预测部分结构示意图如图所示。
利用SEM对SPR-1的表面形貌进行了观察,多糖结构出现碎片化,表面粗糙,呈蜂窝状,具有无数不规则的凸起。接着作者检测了SPR-1多糖对RAW264.7细胞的影响,发现与对照组相比,LPS组RAW264.7细胞贴壁、肿胀,体积增大,形态不规则,形成细长的伪足,SPR-1组细胞也出现与LPS组相似的形态变化,说明LPS和SPR-1均能激活RAW264.7细胞,诱导细胞形态变化,激活免疫活性。
接着作者检测了SPR-1多糖对RAW264.7细胞的影响,发现与对照组相比,LPS组RAW264.7细胞贴壁、肿胀,体积增大,形态不规则,形成细长的伪足,SPR-1组细胞也出现与LPS组相似的形态变化,说明LPS和SPR-1均能激活RAW264.7细胞,诱导细胞形态变化,激活免疫活性。
前期研究表明,多糖可被TLR4识别,激活TLR4 信号通路,产生免疫调节作用。MD2是TLR4的重要辅助受体成分,TLR4信号传导依赖于辅助受体MD2和CD14结合配体。当MD2与多糖结合时,会促进TLR4/MD2复合物形成异二聚体,从而激活下游信号传导。TLR4在病原体识别和先天免疫中起着至关重要的作用。目前,临床研究中大多数TLR4激活剂都是其原型配体LPS的衍生物,新的TLR4激活剂的发现有可能发展成为新型免疫调节剂和佐剂。
作者通过ITC分析发现SPR-1和LPS均能与MD2结合,表明SPR-1发挥免疫调节作用的潜在机制是通过与MD2直接相互作用,激活MD2/TLR4信号传导。作者进一步通过分子对接预测了SPR-1和LPS与MD2的可能结合位点,发现SPR-1与LPS均能在多个结合位点与MD2结合,并形成亲和力较高的稳定复合物。这表明SPR-1具有作为新的TLR4激动剂的潜力,并可能开发成为新型免疫调节剂和佐剂。
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