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燕麦β-葡聚糖标准品在抗辐射、抗皱及抗衰老活性研究中的应用
发布时间:2010/10/9 11:36:04 发布者:武汉百特纯大分子科技有限公司 浏览次数:3519
   微生物中的β-葡聚糖(主要来源于酵母和真菌)在刺激免疫应答方面已有很长的研究历史,如(1,6)支链的β-(1,3)-D-葡聚糖就被称为免疫调节剂 (Immunomodulator)、免疫引发剂(Immunopotentiator)和生物反应修饰剂(Biological Responses Modifier),被广泛用于临床提高癌症患者的免疫功能,减轻化疗的副作用等。长期的研究使人们认识到,β-葡聚糖是免疫系统有力的刺激因子,它能够启动自身免疫系统,激活特定免疫细胞,使之释放免疫细胞因子,这些细胞因子作为免疫细胞间的传导信号能够迅速传递信息给相应的免疫细胞。活化的免疫细胞彼此协调,相互作用,可以激活整个免疫系统对抗外来侵害从而对恶性肿瘤和癌症有预防和治疗的功效。我们知道,癌细胞源于正常细胞,正常细胞的生长到死亡由细胞程序严格控制,当控制程序出现问题时,正常细胞的生长失去控制,无限制的复制并开始在骨骼和组织表面形成堆积,成为肿瘤,如果堆积过程出现基因突变则可能恶化成恶性肿瘤,即癌症。许多药物虽然可以杀死肿瘤细胞,但不可避免的也杀死正常细胞,因此,长期以来寻找可以特异杀死肿瘤细胞又不伤害到正常细胞的药物和疗法一直是征服癌症顽疾的研究重点。由于葡聚糖抗癌作用的原理是通过调节免疫系统来对抗癌细胞,对正常细胞没有副作用,所以对葡聚糖免疫功能的研究在近年来尤为引人注目。除了酵母和真菌葡聚糖,人们越来越多的关注谷物类β-葡聚糖,它们与微生物β-葡聚糖相比具有更好的水溶性,使得它们在食品以及医药系统的应用更方便、快捷和广泛。在常见麦类作物中,燕麦和大麦β-葡聚糖含量较高,尤其以燕麦为最。近来燕麦β-葡聚糖被证明不仅可以有效的增强主体对细菌、病毒和寄生虫的抵抗能力[1-3],还可以限制肿瘤细胞的生长[4-7]。这里,我们介绍燕麦葡聚糖的免疫功能、原理以及应用。
    燕麦β-葡聚糖对免疫系统的激活机制
    燕麦β-葡聚糖是如何激活免疫系统的呢?研究发现,β-葡聚糖通过与免疫细胞直接结合的方式刺激巨噬细胞和其它白细胞(如中性粒细胞和自然杀伤细胞)从而激活两种免疫应答(自身免疫和获得性免疫)[8,9 
    巨噬细胞是人体最重要的免疫细胞之一,它在β-葡聚糖的免疫增强机制中起主导作用。β-葡聚糖能增强巨噬细胞对外来微生物或受感染的细胞的破坏能力,同时可以通过细胞间的交互作用来激活其它免疫应答细胞(图2)。
   燕麦β-葡聚糖的抗肿瘤作用
燕麦β-葡聚糖抗癌活性通过两种途径,一种是直接激活巨噬细胞等各种免疫细胞(包括中性粒细胞和自然杀伤细胞),另一种是间接激活细胞毒性T细胞。目前,燕麦β-葡聚糖对于这些不同类型的免疫细胞的作用机制以及它们的抗肿瘤作用还不太清楚,但是有研究表明巨噬细胞在其中扮演着主要角色。
   首先,一些抗体和小分子的血清蛋白(补体蛋白)会与癌细胞结合并以此来“标记”需要被杀伤的癌细胞。燕麦β-葡聚糖可以被巨噬细胞表面受体识别从而与巨噬细胞结合,这种结合激活并增强巨噬细胞对已“标记”的癌细胞的吞噬,这一过程叫做“调理作用(opsonisation)”。被激活的巨噬细胞在吞噬癌细胞的同时还可以产生细胞因子来启动自然杀伤细胞(NK)和细胞毒性T细胞,它们二者对肿瘤细胞都表现出细胞毒性作用。NK细胞通过分泌化学物质(如穿孔素和其他细胞溶解酶)来破坏肿瘤细胞的细胞膜从而杀死肿瘤细胞;细胞毒性T细胞分泌细胞因子以此来刺激巨噬细胞或NK细胞,产生其他破坏肿瘤细胞的化学物质。
燕麦β-葡聚糖加快伤口愈合
    巨噬细胞是皮肤进行自我修复的主要调节细胞,在伤口愈合过程中起很重要的作用。巨噬细胞能够吞噬和破坏坏死组织,细菌和异己物质,同时生成生长因子进一步激活与伤口愈合有关的细胞(主要产生细胞外基质)。据报道,燕麦β-葡聚糖在伤口愈合的各个阶段都起作用,它可以增加伤口愈合几率以及伤口断裂强度。研究证明,β-葡聚糖复合物是加快刀伤和烫伤愈合的有效敷料,当在敷料中加入燕麦β-葡聚糖和胶原的复合层后,烫伤伤口的局部迅速愈合[10-12]。
Putus 燕麦β-葡聚糖标准品的特性及其在免疫学研究中的应用
人们虽然了解了燕麦β-葡聚糖的免疫活性,但还不清楚燕麦β-葡聚糖与免疫细胞特别是巨噬细胞在分子水平的作用机制,也不了解结构与活性的关系。构效关系的不明令活性多糖的研究进入瓶颈阶段,使得人们不能够以结构为基础设计并构建高活性的多糖药品和制剂。因此,构效关系的研究成为这一领域的热点和难点。
研究发现,巨噬细胞、中性粒细胞和NK细胞的细胞膜表面都有β-葡聚糖受体,该受体专一识别和绑定燕麦β-葡聚糖分子中的β-(1,3)链接。在分子水平上,目前被证明和表征的受体有两种:Dectin-1,主要存在于巨噬细胞膜表面;CR3,绝大多数位于NK细胞和中性粒细胞膜表面。其实,对Dectin-1的机制研究已经有很长的历史,但在人们不断提出新发现的同时质疑声也从未停息过,这就导致了实验的反复和停滞不前。究其原因,并不是实验手段和方法的缺陷,而是燕麦β-葡聚糖样品的质量达不到要求。一般科研人员使用的样品都具有非常宽的分散度或者很低的纯度,其中很多试验用样品是包含了各种分子量的葡聚糖和其它杂质的混合物。这些不纯的杂质影响活性的测试;葡聚糖的多分散性(分子量的不均一性)会产生严重的生理干扰,影响β-葡聚糖的活性测试,这就是为什么许多天然多糖活性不稳定的原因。越来越多的研究表明,稳定的多糖活性依赖于多糖的纯度和一定的分子量,也就是说,只有用高纯度,一定分子量的多糖测定的活性才能帮助建立结构与活性的关系,从而确定究竟哪种分子量的β-葡聚糖在调控中起主导作用。
    百特纯大分子科技有限公司(Putus Macromolecular Sci.& Tech..Ltd)是主要从事碳水化合物大分子(多糖)领域新品研发及应用的国际公司,制造并提供高质量、高纯度、高均一性的具有特定分子量和支化度的多糖标准品及其相关产品。我公司采用β-葡聚糖含量最高的燕麦作为原料,提取的燕麦葡聚糖是一种β-(1, 3)和β-(1, 4)糖苷键连接而成的线性多糖,目前适用于免疫学研究的产品主要有两种:燕麦β-葡聚糖纯品,其纯度高达97%,并且提供高、中、低三种不同规格的分子量和粘度;此外,Putus还提供分散度极窄(1.01-1.05)的各种分子量的燕麦β-葡聚糖标准品(详细分子量和分散度参考产品信息),是世界上唯一一家可以提供多种分子量燕麦葡聚糖的制造商。Putus提供的燕麦β-葡聚糖不含淀粉、蛋白质等杂质,水溶性好,稳定性高,满足了国内外β-葡聚糖研究中对高级样品的需求,为获得更好的实验结果和更稳定的实验数据提供了有力保证,很好的覆盖了多糖免疫活性这一研究领域对葡聚糖样品的需求。
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