一摘要
近日，南昌大学食品科学与资源国家重点实验室研究团队（第一作者：Ting Chen，通讯作者：Jianhua Xie）在国际期刊《Food Bioscience》上发表了一项关于艾叶（Artemisia argyi）、苜蓿（Medicago sativa L.）和六道木（Abelia macrotera）多糖理化表征与免疫调节效应的比较研究。 该研究从三种药食同源植物中提取了粗多糖（分别命名为AFP、MSP和AMP），采用HPGPC、FT-IR、SEM、AFM、XRD、TGA和流变学等手段对其进行了系统的结构表征，并通过环磷酰胺（Cy）诱导的免疫抑制小鼠模型评估了其体内免疫调节活性。
结构解析与功能发现： 三种多糖在分子量（AFP 4.78 kDa，MSP 29.74 kDa，AMP 1146.34 kDa）、单糖组成（AFP富含葡萄糖和半乳糖，MSP富含半乳糖醛酸和葡萄糖醛酸，AMP以半乳糖醛酸为主）、热稳定性（AFP最佳）和流变行为（AFP和MSP呈弱凝胶，AMP为粘弹性液体）方面差异显著。在Cy诱导的免疫抑制小鼠中，所有多糖均能缓解免疫功能障碍，表现为：① 调节血清内毒素（ET）和LBP水平，改善肠道通透性；② 恢复结肠组织炎症因子（IL-6、TNF-α、IL-10）和SIgA分泌；③ 提高肝脏抗氧化酶（GSH、SOD）活性；④ 恢复脾脏和肝脏器官指数；⑤ 组织学分析显示小肠绒毛结构恢复、杯状细胞增多、紧密连接蛋白（ZO-1、Claudin-1、Occludin）表达上调，脾脏和结肠结构改善。综合多元分析（层次聚类和PCA）显示，MSP在整体免疫调节倾向上表现相对更强。
意义与价值： 该研究首次系统比较了三种植物多糖的理化特性与免疫调节功能，证实了这些多糖（尤其是MSP）作为功能性食品成分在增强免疫和修复肠道屏障方面的潜力，为天然多糖免疫调节剂的应用提供了科学依据。
二背景介绍
🔍 研究问题
免疫功能平衡对维持健康至关重要，COVID-19疫情进一步提升了公众对免疫强化的关注。天然多糖因多靶点活性和低毒性而成为研究热点。艾叶（Artemisia argyi）、苜蓿（Medicago sativa L.）和六道木（Abelia macrotera）均为传统药食同源植物，但其主要活性成分——多糖的系统研究与比较仍严重缺乏。尤其是六道木（“神仙叶”）在民间用于制作凝胶状食品，其多糖成分几乎未被科学探索。
💡 解决方案与核心思路
本研究从三种植物中提取粗多糖，通过多技术联用（HPGPC、FT-IR、SEM、AFM、XRD、TGA、流变学）全面表征其理化性质，并在环磷酰胺（Cy）诱导的免疫抑制小鼠模型中，从免疫炎症因子、肠道屏障完整性、肝脏氧化应激、组织病理学四个维度评估其免疫调节效应，通过多元统计分析（PCA和层次聚类）综合比较三种多糖的整体活性差异。
📊 主要结果
三种多糖在分子量、单糖组成、热稳定性和流变行为上差异显著。体内实验显示，所有多糖均能有效缓解Cy诱导的免疫抑制，降低内毒素血症，恢复炎症因子平衡，增强肝脏抗氧化能力，修复小肠和结肠结构，上调紧密连接蛋白表达。多元分析表明，MSP（苜蓿多糖）在整体免疫调节方面表现相对最优，可能与其适中的分子量和富含阿拉伯糖、半乳糖的单糖组成有关。
⚠️ 不足之处与未来方向
① 多糖为粗提物（非色谱纯化均一组分），未进行详细的结构分析（如糖苷键类型、甲基化分析）；② 未检测纯度指标（酚类、核酸、内毒素等）；③ 分子量为表观值，未测定多分散系数；④ 未深入探讨肠道菌群在免疫调节中的作用；⑤ 未进行性别差异研究。未来需采用NMR等精细结构解析手段，结合肠道菌群分析和代谢组学，阐明其分子机制，并开展纯化多糖的活性比较。
三研究内容
详细描述： 表1总结了三种多糖的化学组成和单糖摩尔比。AFP分子量最小（4.78 kDa），以葡萄糖（23.32%）和半乳糖（19.60%）为主；MSP分子量中等（29.74 kDa），富含半乳糖醛酸（27.77%）和葡萄糖醛酸（26.84%）；AMP分子量最大（1146.34 kDa），半乳糖醛酸含量极高（87.73%），呈现强酸性。这些显著差异为后续理化性质和生物活性的不同奠定了基础。(A) 离子色谱图；(B) FT-IR光谱；(C) 扫描电镜图；(D) XRD图谱详细描述：
(A) 离子色谱： 显示三种多糖的单糖组成差异，与表1结果一致。
(B) FT-IR： 所有多糖均显示典型植物多糖特征吸收：3400-3300 cm⁻¹（O-H伸缩）、1621 cm⁻¹（羧酸盐不对称伸缩）、1041-1014 cm⁻¹（C-O-C和C-O-H，吡喃糖环）。MSP和AMP在1747/1737 cm⁻¹处有酯化羧基峰，表明含有甲酯化半乳糖醛酸。
(C) SEM： AFP呈不规则碎片；MSP和AMP呈纤维状或链状聚集体，AMP表面更致密光滑，与其高Mw一致。
(D) XRD： 所有多糖均为无定形结构（宽弥散峰），AMP散射更明显，暗示更强的分子间氢键或局部有序性。(A) 2D和3D AFM图像；(B-D) 热重分析 (TGA) 曲线详细描述：
(A) AFM： AFP形成不规则的聚集岛；MSP呈不均匀分布的球形颗粒；AMP呈现疏松、多孔的三维网络结构，表明其构象稳定性更强。
(B-D) TGA： 所有多糖均经历两阶段失重：第一阶段（40-160°C）为水分蒸发（失重7.37%-11.57%）；第二阶段（210-400°C）为主链降解（失重32.21%-51.61%）。AFP的最大降解温度最高（312.96°C）且600°C残炭率最高，表明其热稳定性最佳；MSP和AMP最大降解温度均为263.19°C，但AMP失重速率更快（0.8183%/min），稳定性较差。(A) 表观粘度；(B) 剪切应力；(C-E) 储能模量(G')和损耗模量(G'')曲线详细描述：
(A) 表观粘度： AFP和MSP粘度随剪切速率增加而降低（剪切稀化）；AMP在低剪切速率下粘度先升后降，可能与剪切诱导的结构重排有关。
(B) 剪切应力： AMP表现出最高的剪切应力，与其高粘度一致。
(C-E) 频率扫描： AFP在低频率下G''>G'（粘性行为），高频率下G'>G''（弱凝胶特性）；MSP在全频率范围内G'>G''（弱凝胶）；AMP全频率G''>G'（粘弹性液体）。这些差异反映了三种多糖在分子缠结和网络结构上的不同。(A) 实验设计；(B) 体重变化；(C) 肝脏指数；(D) 脾脏指数；(E) 结肠代表性照片；(F) 结肠长度详细描述：
(A) 实验设计： 小鼠经Cy（100 mg/kg）连续3天诱导免疫抑制，随后多糖灌胃7天（低剂量50 mg/kg，高剂量100 mg/kg）。
(B) 体重： Cy处理后M组体重显著下降，多糖治疗组体重恢复，提示多糖减轻了Cy的毒性。
(C) 肝脏指数和(D) 脾脏指数： Cy导致器官指数异常升高（炎症/代偿反应），多糖治疗使其显著降低（p<0.05或p<0.01）。
(E) 结肠照片和(F) 结肠长度： Cy导致结肠缩短，多糖治疗有效恢复结肠长度，提示肠道损伤得到缓解。AFP、MSP和AMP对免疫抑制小鼠血清和组织生物标志物的影响(A) 内毒素(ET)；(B) LBP；(C-F) 结肠IL-6, TNF-α, IL-10, SIgA；(G-H) 肝脏GSH和SOD详细描述：
(A) ET和(B) LBP： Cy导致血清LBP显著升高（p<0.01），多糖治疗显著降低ET和LBP，表明肠道屏障完整性改善。
(C-E) 炎症因子： Cy升高促炎因子IL-6和TNF-α，降低抗炎因子IL-10；多糖治疗逆转这些变化，MSPH显著提高IL-10（p<0.01）。
(F) SIgA： Cy降低肠道黏膜SIgA，所有多糖均恢复SIgA分泌，AFPL效果最显著。
(G-H) 肝脏抗氧化： Cy降低GSH和SOD，多糖治疗显著升高（p<0.01），AFPH、MSPL和MSPH使GSH升高约51%，SOD也显著恢复。(A) H&E染色 (200×)，标尺=100 μm；(B) AB-PAS染色杯状细胞 (200×)，箭头指向杯状细胞详细描述：
(A) H&E： M组绒毛结构紊乱、受损，V/C比值降低；多糖治疗组（尤其MSPH、AMPL、AMPH）显著恢复绒毛高度/隐窝深度比（p<0.01）。
(B) AB-PAS： M组杯状细胞数量显著减少（p<0.01），多糖治疗组杯状细胞恢复，MSPL效果最显著（p<0.05）。杯状细胞是肠道黏液屏障的关键组分，其恢复有助于黏膜免疫防御。免疫抑制小鼠脾脏和结肠的组织学 (H&E, 200×)脾脏：圆圈示白髓，箭头示红髓；结肠：示炎症浸润和腺体结构详细描述：
脾脏： M组白髓结构破坏、淋巴细胞减少、边缘区不清；多糖治疗组脾脏结构恢复，白髓边界清晰，淋巴细胞增多。
结肠： M组出现炎症细胞浸润、腺体扭曲、隐窝萎缩；多糖治疗组结肠结构明显改善，炎症减轻，腺体排列恢复。组织学结果与生化指标一致，证实多糖对免疫器官和肠道具有保护作用。结肠紧密连接蛋白的免疫组化染色 (100×) 及定量(A) ZO-1；(B) Claudin-1；(C) Occludin；标尺=200 μm详细描述： Cy显著抑制ZO-1、Claudin-1和Occludin的表达和分布（棕色染色减少）。三种多糖治疗均能不同程度恢复这些蛋白的表达，其中MSP和AMP在高剂量下效果更明显。紧密连接蛋白是肠道屏障完整性的关键分子，其恢复表明多糖通过增强上皮屏障来抑制内毒素易位。ZO-1和Occludin的Western blot分析详细描述： Western blot验证了免疫组化结果。Cy后Occludin和ZO-1蛋白表达显著降低。多糖治疗组中，MSPH显著升高Occludin表达；AFPH、MSPH和AMPL显著升高ZO-1表达。这些结果从蛋白水平证实了多糖对紧密连接的正向调控作用，为其肠道屏障保护机制提供了直接证据。📌 研究结论
本研究首次系统比较了艾叶、苜蓿和六道木多糖的理化性质与免疫调节活性。三种多糖在分子量、单糖组成、热稳定性和流变行为上差异显著。体内实验表明，所有多糖均能有效缓解环磷酰胺诱导的免疫抑制，改善肠道屏障功能，调节炎症因子，增强肝脏抗氧化能力，修复组织损伤。综合多元分析显示，苜蓿多糖（MSP）具有相对最优的整体免疫调节倾向。这些发现为这三种植物多糖作为功能性免疫调节剂和肠道屏障保护剂的应用提供了科学依据。
📚 主要参考文献（节选）
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Chen, T., et al. (2022). Purple red rice anthocyanins alleviate intestinal damage in cyclophosphamide-induced mice. Food Chem., 397, 133768.
Yu, Y., et al. (2021). Sulfated modification enhances immunomodulatory effect of Cyclocarya paliurus polysaccharide. Food Res. Int., 150, 110756.
Wang, B., et al. (2026). Structural-activity relationship of Lycium barbarum polysaccharides in immunomodulation. Front. Immunol., 17, 1730418.
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⚡ 基于南昌大学食品科学与资源国家重点实验室研究团队成果整理 · 图文数据源自 Food Bioscience 2026, 109323
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