多糖免疫调节和抗肿瘤研究进展

第 6 卷第 4 期 过 程 工 程 学 报 Vol.6 No.4
2006 年 8 月 The Chinese Journal of Process Engineering Aug. 2006
多糖免疫调节和抗肿瘤研究进展
王统一 1,2 , 赵 兵 1 , 王玉春 1
(1. 中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室,北京 100080; 2. 中国科学院研究生院,北京 100049)
摘 要:增强免疫和抗肿瘤活性是多糖重要的生物活性. 研究表明,多糖可以通过增强免疫细胞活性、激活细胞因子
的分泌、诱导生成抗体及激活补体系统等作用增强机体免疫功能. 多糖的抗肿瘤途径主要为抑制肿瘤细胞的生长、蛋
白质及核酸的合成,诱导肿瘤细胞凋亡、影响癌基因的表达及改变肿瘤细胞膜的生长特性. 本文介绍了近年来多糖免
疫调节和抗肿瘤研究方面的进展.
关键词:多糖;免疫调节;抗肿瘤;细胞凋亡
中图分类号:Q53 文献标识码:A 文章编号:1009−606X(2006)04−0674−09
1 前 言
多糖是由单糖聚合而成的天然高分子化合物,分子
量从几千至几百万不等,广泛分布于植物、动物和微生
物中. 近 20 年来,随着细胞生物学和分子生物学的发
展,人们认识到多糖不仅是参与构成生命的基本物质,
还具有作为细胞骨架、传递细胞间信号等功能,更重要
的是发现多糖在机体免疫调节、增强细胞抗肿瘤活性等
方面具有重要的生物活性. 近几年,糖生物学成为继基
因组学、蛋白质组学之后的另一研究热点. 2001 年,
《Science》用 Carbohydrates and Glycobiology 专版介绍
了糖生物学各研究方向的进展,预示了糖生物学的时代
已经到来 [1−4] .
2 多糖的免疫调节作用
2.1 增强免疫活性细胞的功能
2.1.1 增加 T 细胞的数量和活性
在外周血液中 T 细胞占淋巴细胞总数的 70%左右.
在抗原刺激下,T 细胞可转化为淋巴细胞,再分化为具
有免疫效应的致敏淋巴细胞,参与细胞免疫. Raveendran
等 [5] 的研究证实,从心叶青牛胆(Tinospora cordifolia)中
提取的具有 1∼6 分支的 1∼4 主链α−D−葡聚糖 RR1,分
支度为 0.15. 用凝胶色谱柱分析分子量大于 550 kDa.
其结构和真菌类细胞细胞壁上的β型葡聚糖结构非常类
似,使 RR1 可较容易地引起机体的免疫反应. 由图 1 可
知,RR1 可使 T 细胞数量增加 1 倍左右. 在 RR1 的刺激
下,IL−1, IL−12, IL−18 及IFN−γ的合成速度都相应增加,
引起 T 细胞的 TH1 途径的激活,而 TH1 途径的抑制因
子 IL−1 和 IL−12 的抑制因子 IL−10 的分泌则减少,最
终使机体免疫力加强.
图 1 RR1 的免疫活性 [5]
Fig.1 The immunomodulation activity of RR1 [5]
RR1 (μg/mL)
通过特异玫瑰花环形成实验(SRFC)、淋巴细胞转化
实验、脾细胞及胸腺细胞的增殖反应(MTT 法),检测对
照组和 2 个实验组钝顶螺旋藻多糖对荷瘤小鼠 T 淋巴细
胞活性的影响,证实钝顶螺旋藻多糖具有促进 T 淋巴细
胞转化为 T 淋巴母细胞的作用,能明显增强机体的细胞
免疫活性,与对照组比较有显著性的差异 [6] .
从灰树花中(Grifola frondosa)提取的多糖 D 不仅可以
提高丝裂霉素 C(MMC)的抗癌活性,而且可以提高因使
用 MMC 而降低的肌体免疫力,MMC 和 D 多糖对 CD8+
T 细胞的影响如图 2 所示. 与对照组和 MMC 组相比,D
多糖可以增加 CD8+T 细胞的活性,若与 MMC 共同作
用效果则非常显著,可明显提高 CD8+T 细胞的表达量.
此外,D 多糖还可以诱导 TH1 免疫表达途径,增加 IL−2
的分泌量,说明 D 多糖可以有效增加肌体免疫力,可用
于癌症治疗的辅助药物 [7] .
2.1.2 促进 B 细胞生长与分化
在对抗原刺激的免疫应答中,B 细胞可产生一种能
与抗原特异结合、具备各种生理效应的免疫球蛋白.
收稿日期:2005−10−06,修回日期:2005−12−30
作者简介:王统一(1980−),男,山东省临沂市人,硕士研究生,生物化工专业;赵兵,通讯联系人,Tel: 010-82627059, E-mail: bzhao@home.ipe.ac.cn.
Increase in activity (%)
400
350
300
250
200
150
100
50
0
NK cell
T cell
B cell
10 50 100

第 4 期 王统一等:多糖免疫调节和抗肿瘤研究进展 675
Activated CD8+T cell (%)
60
40
20
图 2 MMC 与 D 片断多糖对 CD8+T 细胞的影响 [7]
Fig.2 Effect of MMC plus polysaccharide D-fraction on
CD8+T-cell activation [7]
0
Saline D-fraction MMC MMC+
D-fraction
Hana等 [8] 从刺五加(Acanthopanax senticosus)细胞培养物
中提取的刺五加多糖 ASP(Polysaccharide from
Acanthopanax senticosus)可以有效促进 C3H/HeJ 小鼠 B
细胞和巨噬细胞的生长和分化(如图 3 所示),同时巨噬
细胞分泌的生长因子浓度亦随之增加. ASP 虽有巨大的
分子量而无法透过细胞膜,但可通过与 B 细胞和巨噬细
胞表面的受体 TLR(Toll-like Receptor)结合而产生免疫活
Counts (×10 4 min −1 )
Nitrite (×10 −6 nmol)
16
14
12
10
8
6
4
2
0
100
∗
图 3 ASP 对 B 细胞和 T 细胞的作用效果 [8]
Fig.3 Effects of ASP on B cells and T cells [8]
80
60
40
20
0
B cell
T cell
∗
0 1 3 10 30
ASP (μg/mL)
∗
∗
性. ASP 与 TLR 的结合可能激活促进细胞分裂的蛋白激
酶(Mitogen Activated Protein Kinases, MAPKs, 例如
Erk1/2, p38, JNK 和转录因子 NF−nB 等)的活性而使抗体
和细胞分裂素分泌增加,但 ASP 对 T 细胞没有任何生
物活性,可能是因为 T 细胞没有与 ASP 相匹配的受体
造成的.
2.1.3 提高巨噬细胞的数量和功能
巨噬细胞(Macrophage, MΦ)由单核细胞衍化而来,
它可吞噬侵入体内的病原体、有害异物,清除损伤、衰
老、死亡和突变细胞及代谢废物,能加工、提供抗原给
淋巴细胞,是机体发生特异性免疫功能的基础,具有多
种免疫功能. 茯苓(Poria cocos)多糖 PCSC 在体内和体
外对腹膜巨噬细胞 NO 产生的影响如表 1 所示,PCSC
(30 和 100 μg/mL)的体外实验可以极大地提高巨噬细胞
NO 的产量(分别达到 6.9 和 14.2 倍). 巨噬细胞特异性的
激活因子 LPS 也提高 15.6 倍. PCSC(30 和 100 mg/mL)
的体内实验亦可以极大地提高巨噬细胞 NO 的产量(分
别达到 10.2 和 14.8 倍).
表 1 PCSC在体内和体外对巨噬细胞NO产生的影响 [9]
Table 1 Effect of in vitro and in vivo exposure of PCSC on the
nitrite production by peritoneal macrophages [9]
Nitrite (×10 −6 nmol)
Vehicle (saline) 3.4±0.7
In vitro
PCSC (30 μg/mL)
PCSC (100 μg/mL)
23.5±2.6
48.4±2.4
LPS (1 μg/mL) 53.3±4.3
Vehicle (saline) 3.2±0.8
In vivo
PCSC (10 mg/kg)
PCSC (30 mg/kg)
32.5±2.1
47.4±4.8
LPS (200 mg/kg) 49.5±3.6
通过 Western 免疫单克隆杂交和 RT−PCR 杂交,NO
合成酶(Inducible Nitric Oxide Synthase, iNOS )的特异蛋
白质和 mRNA 的表达量与 PC 浓度呈正相关,结果如图
4 所示. 其作用机制是通过激活 NF−nB/Rel 而使巨噬细
胞表达 NO 合成酶,最终起到免疫和抗癌作用 [9] .
图 4 PCSC 对 iNOS 基因表达的激活 [9]
Fig.4 Activation of iNOS gene expression by PCSC [9]
0 10 20 50 100 LPS
0 10 50 100 LPS
PC (μg/mL)
PC (μg/mL)
iNOS
β-actin
iNOS mRNA

676 过 程 工 程 学 报 第 6 卷
主要由 D 型葡聚糖构成、分子量约为 203 kDa 的香
菇(Lentinus edodes)多糖 L−II 对巨噬细胞过氧化氢酶的
影响如表 2 所示. 多糖 L−II 可显著提高巨噬细胞过氧化
氢酶的活力,巨噬细胞在吞噬侵入的外源物质和肿瘤细
胞后会释放很多如 OH − 等自由离子. 通过考察巨噬细胞
提高清除自由氧离子的能力,可以说明多糖 L−II 可通
过这一途径增加细胞的抗癌活性 [10] .
表2 L−II多糖对巨噬细胞过氧化氢酶的影响 [10]
Table 2 Effect of the polysaccharide L−II on
CAT activity in macrophages [10]
Treatment NO2 − (μg/mL)
Normal control (PBS) 1.310±0.16
Control (PBS) 1.19±0.14
L−II (1 mg/L) 1.68±0.15 (p=0.05)
L−II (5 mg/L) 1.76±0.18 (p=0.05)
L−II (10 mg/L) 1.94±0.16 (p=0.01)
LPS (20 mg/L) 1.93±0.19 (p=0.01)
适当浓度的当归多糖可提高正常肝内巨噬细胞
Kupffer 的细胞吞噬功能,增加 NO 和肿瘤坏死因子
TNF−α的释放,表明当归多糖有激活正常 Kupffer 细胞
免疫的作用 [11] . 杨铁虹等 [12] 考察了当归多糖对正常和
免疫抑制小鼠的廓清指数的影响,结果表明当归多糖对
正常及环磷酰胺所致免疫抑制小鼠巨噬细胞的吞噬能
力均有显著的促进作用,说明当归多糖能促进小鼠非特
异性免疫功能. 这可能是当归多糖抑制小鼠移植性肿瘤
的生长、延长生存时间的机制之一.
2.1.4 增加自然杀伤细胞的数量
自然杀伤细胞(Natural Killer, NK)是具有许多胞质
颗粒的大淋巴细胞,能够在无抗原刺激和抗体参加的情
况下溶解或杀伤多种病毒感染的细胞和肿瘤细胞,参与
免疫调节,具有抗感染作用. Raveendran 等 [5] 从心叶青牛
胆(Tinospora cordifolia)中提取出多糖 RR1,正常淋巴细
胞(10 6 mL −1 ) 在 0.1 mg/mL 的 RR1 作用下于 37℃ CO2
培养箱中培养 24 h,利用荧光染色、单克隆抗体和细胞
计数的方法,NK 细胞数量可增加 3 倍以上(图 1). 灵芝
(Ganoderma lucidum)中提取的水溶性多糖 F3 (10∼100
μg/mL)对各种细胞的影响如表 3 所示. 对脐带血中的单
核细胞进行处理 7 d,结果表明,CD16+CD56+NK 细胞
的数量是对照组的 1.5 倍,其他细胞如 CD14+单核/巨噬
细胞和 CD83+分枝状细胞数量分别达到 2.9 和 2.3 倍,
对造血干细胞的影响不是很明确. 经过 F3 处理后,在
效应细胞与目标细胞之比为 20/1 时,可以使 CD56+NK
细胞的细胞毒性增强 31.7%(p

第 4 期 王统一等:多糖免疫调节和抗肿瘤研究进展 677
种多糖对 TNF−α都有非常明显的诱导激活作用,其中
组分 B 和 C 效果最好,除组分 B 受到多粘菌素 B 的轻
微影响外,多糖对 TNF−α的诱导活性并没有很大影响,
其诱导的 TNF−α的水平(3.0∼630 pg/mL)与已用于癌症
临床放疗和化疗的辅助药物罗莫肽(Romurtide)的效果
不相上下. 干扰素 IFN−γ 的实验则不是很明显,只有组
分 B 和 C 可以诱导微量的 IFN−γ,其他组分则没有效果,
可能是由于 T 细胞在人工控制条件下的细胞分裂、分泌
活动比发炎前期的单核细胞和巨噬细胞的活动强烈很
多.
图 5 不同浓度的 F3 对小鼠脾细胞细胞因子的凝胶电泳 [14] 图 6 由 RPS 引起的 TLR 的信号传递路径 [14]
Fig.5 Gel electrophoresis of the RT−PCR studies to show the Fig.6 The signaling pathways triggered by the
expression of 10 different cytokines by the incubation of proposed binding event of RPS with TLR [14]
mouse spleen cells with or without F3 [14]
TNF-α concentration (pg/mL)
600
500
400
300
200
100
0
IL-1
IL-2
IL-4
IL-6
IFN-γ
TNF-α
IL-12
GM-CSF
G-CSF
M-CSF
GAPDH
Untreated (0 h)
ConA (×10 −6 )
F3 (100×10 −6 )
Polysaccharide
D A
E C
B
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Polysaccharide concentration (μg/mL)
图 7 五种多糖对 TNF−α的影响 [14] 图 8 多糖 C 对 TNF−α和 IFN-γ的影响 [15]
Fig.7 The comparison of TNF-α inducing capacity of five Fig.8 Induction of TNF-α and IFN-γ production by sample
polysaccharide fractions from biocultivated after 4 h of C-polysaccharide from ammonium oxalate extract in
incubation in the presence of polymyxin B [14] the presence of polymyxin and absence of polymyxin [15]
2.3 增强抗体生成的功能
抗体(Antibody, Ab)是在对抗原(Antigen, Ag)刺激的
免疫应答中产生的能与抗原特异结合的一类球蛋白,包
括免疫球蛋白 G(ImmunoglobulinG, IgG), IgM, IgA, IgE
和 IgD 等,各自具有不同的结构和免疫功能. B 型链状
球菌的壳多糖和破伤风类毒素的复合物对怀孕妇女的
免疫实验结果如图 9 所示,所有受试者均在接种疫苗 4
F3 (10×10 −6 )
F3 (1×10 −6 )
F3 (1×10 −5 )
+
−
−
+
+
+
+
+
+
+
+
TNF-α concentration (μg/mL)
700
600
500
400
300
200
100
0
5
4 (pg/mL)
3
2
TNF-α polymyxin
TNF-α
1
concentration
INF-γ
INF-γ polymyxin 0 IFN-γ
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Polysaccharide concentration (μg/mL)
周后体内的特异 III 型 IgG 的水平增长了 4 倍以上,并
且其水平可以持续 3∼4 周. 特异 III 型 IgG 可以输送到
婴儿体内,当母亲的疫苗接种量在 0.5 mg/mL 以上时,
1∼2 月大的新生儿完全可以抵御特异 III 型链状球菌 B
(Group B Streptococcal Infections, GBS) [16] 的感染.
经过部分氧化处理后与蛋白运载体相连的酿酒酵
母的表面抗原多糖对小鼠的免疫效果如图 10 所示. 经
6

678 过 程 工 程 学 报 第 6 卷
IgG-specific GMC (μg/mL)
15.0
12.5
10.0
7.5
5.0
2.5
0.0
III-TT
Saline placebo
0 week Delivery Cord 0 week Delivery Cord
GBS type III CPS Tetanus (protein carrier)
图 9 III CPS 和 TT 特异性 IgG 对怀孕妇女的免疫 [16] 图 10 结合体 1, 2 对酿酒酵母特异性抗体 IgG 和 IgM 的诱导 [17]
Fig.9 Geometric mean concentrations of III CPS and Fig.10 Induction of S. cerevisiae mannan specific IgG and IgM
TT-specific IgG in maternal-infant cord sera by antibodies levels during immunization with conjugates 1 and
vaccine group [16] 2 compared to whole-cell control and preimmune status [17]
过 1 次注射后,2 种疫苗均可引起 IgG 的显著性增加,
第 2 和 3 次注射后仍能使 IgG 浓度水平进一步提高. 对
IgM 的影响则不是非常明显,但与免疫前相比前 2 次注
射可以使 IgM 的浓度水平轻微增加. 引起机体免疫活性
的原因可能是 2 种疫苗激活了免疫系统的 TH1 途径 [17] .
Lu 等 [18] 用枸杞(Lyciumbarbarum)多糖(LBP3p)对小鼠
S180 肿瘤免疫进行实验,结果证实 LBP3p 在浓度为 10
mg/kg 时对 S180 肿瘤小鼠处理 10 d,脾细胞的抗体分
泌大量增加,同时可以促进巨噬细胞吞噬、T 细胞增殖.
2.4 激活补体系统的功能
补体(Complement, C)是存在于新鲜血液中不耐热、
非专一性、对抗体作用起辅助作用的成分. 从斑鸠菊
(Vernonia kotschyana Sch. Bip)粗提物中分离纯化出 4 种
酸性多糖片段,除粗多糖 Vk50 外,其余多糖在体外都
对补体系统呈现很强的激活作用,且呈浓度依赖关系,
如表 4 所示. 作用效果最好的为 Vk50A2 和 Vk100A2 酸
性多糖. 中性多糖 Vk50N 和 Vk100N 在实验中则没有对
人体补体系统表现任何活性. 其原因可能是酸性较小的
Vk50A1 和 Vk100A1 的分子量较小,而酸性较强的
Vk50A2 和 Vk100A2 的分子量相对较大. 这种分子量分
布范围较广的多糖被多次证实具有生物活性,包括激活
补体的活性. 多糖可以使诱导产生的补体成分更好地集
表 4 粗多糖和纯化的多糖部分的补体活性 [19]
Table 4 Complement fixing activity of crude extracts
and purified polysaccharide [19] (%)
Sample concentration (μg/mL)
125 250 500
Vk50 15±5 13±3 16±7
Vk50A1 30±4 52±3 81±2
Vk50A2 88±1 94±1 97±1
Vk10 28±2 40±4 53±2
Vk100A1 41±2 64±3 80±4
Vk100A2 79±1 90±1 93±2
Control 75±2 89±3 95±1
中于发炎部位,从而可用于指导疾病治疗 [19] .
Inngjerdingen 等 [20] 从马里兰生长的一种经常被用
作治疗与免疫系统有关疾病的草药假繁缕[Glinus
oppositifolius (L.) Aug. DC.]中提取的几种水溶性多糖
GON(中性)、GOA1(酸性)、GOA2(酸性)对补体的影响
如图 11 所示. GON 对补体功能的重要指标溶血作用的
抑制率达到 50%的浓度为 200 μg/mL,与其他多糖相比
效果不是很理想. 对照组的 PMII 多糖的效果最好,可
以达到 25 μg/mL,而另外 2 种酸性多糖 GOA1 和 GOA2
则可以分别达到 34 和 60 μg/mL,显示它们可以有效激
活补体系统的活性. 补体系统的活化可以增强人体的免
疫抵抗力和发炎反应,GOA1 和 GOA2 多糖可以用来作
为治疗发炎类疾病的手段之一.
Inhibition of hemolysis (%)
IgM (μg/mL)
IgG (μg/mL)
100
80
60
40
15
10
5
160
120
80
40
0
ns
20
0
GON
GOA2
GOA1
PMII (control)
10 100 1000
图 11 几种多糖浓度的变化对溶血作用的影响 [20]
Fig.11 Effect of polysaccharide concentration on the
inhibition of hemolysis [20]
3 多糖抗肿瘤活性
Polysaccharide concentration (μg/mL)
Conjugate 1
Conjugate 2
Preimmune 1 2 3 Whole cell
Injection times
手术、放疗和化疗仍是目前治疗癌症的主要手段,
但存在术后并发症、癌细胞转移及放化疗对正常细胞的
ns

第 4 期 王统一等:多糖免疫调节和抗肿瘤研究进展 679
杀伤而引起机体免疫力下降等问题. 多糖通过增强机体
的免疫力可以与手术、放疗及化疗药物配合使用,从而
更有效地预防和治疗癌症. 多糖的抗肿瘤活性除了体现
在增强机体的免疫力外,还表现在如下几个方面 [21,22] .
3.1 直接抑制肿瘤细胞生长
从茯苓(Poria cocos, Fu-ling)中提取的中性多糖组
分 PC−PS,分子量近似为 160 kDa. 由图 12 可知,PC−PS
对 U937 和 HL−60 细胞的抑制效果最佳浓度为 15
μg/mL,继续增加浓度抑制生长效果基本保持不变.
Growth inhibition (%)
90 (a) U937
80
70
60
50
40
30
20
10
0.1 1 10 100
PC−PS (15 μg/mL)和人血浆单核细胞共培养 5 d 配成培
养基 PC−PS−MNC−CM5,该培养基在体外对白血病细
胞 U937 和 HL−60 增殖具有明显抑制作用,抑制率分别
为 87.3%和 74.7%,同时可使 66.6%的 U937 细胞和
49.4%的 HL−60 细胞分化成为成熟的单核细胞和巨噬细
胞. 这些细胞显著地表达表面抗原 CD11b, CD14 和
CD68. 同时,干扰素和细胞坏死因子浓度水平分别增长
41 和 10 倍 [23] .
图 12 茯苓多糖对 U937 和 HL−60 细胞的生长抑制作用 [23]
Fig.12 Growth inhibition of U937 cells and HL-60 incubated with MNC-CM prepared with
various levels of polysaccharide from Poria cocos (PC−PS) [23]
从松杉灵芝(Ganoderma tsugae)中提取纯化的 6 种
多糖组分 GTM1∼6,对小鼠 S180 肿瘤的抑制效果表明,
GTM1, GTM2, GTM3 表现出明显的抑制效果,抑制率
都超过 50%, GTM2 的浓度为 16 mg/kg 时,抑制率最高
达 73%. 前 3 种多糖的抑制效果比其他多糖好,其原因
可能是由于它们中的半乳糖含量相对较多,且分子量也
相对较小 [24] . 海枣(Phoenix dactylifera L.)多糖对小鼠
S180 肿瘤处理 30 d 后,肿瘤体积明显缩小,最适宜的
浓度为 1 mg/kg. 其抗癌活性可能与其β−(1,3)的葡聚糖
有关 [25] . 香菇多糖作为已经投入临床使用的抗癌药物,
(a)
Concentration of PC−PS (μg/mL)
No enzyme
No drug
CPT 0.5
CPT 5
GA3P1+10
CPT 5+GA3P1+10
CPT 5 GA3P1+10
nd 14 55 100 nd nd

680 过 程 工 程 学 报 第 6 卷
或部分解链的 DNA 出现,而已知的拓扑异构酶 I 的抑
制物喜树碱(Camptothecin, CPT)电泳显示还有部分单链
或部分解链的 DNA 出现,说明其效果不明显. 若 GA3P
和 CPT 一起加入则可以完全抑制 DNA 双链解旋;若先
加入 CPT 待反应稳定后再加入 GA3P,仍然没有任何
DNA 双链解旋,说明 GA3P 已完全逆转了 CPT 的反应.
由此可以看出 GA3P 比 CPT 有更高的对酶的亲和力,
具有阻止酶与 DNA 接触的双重作用,而且效果非常明
显. 对拓扑异构酶 II 的抑制[图 13(b)]也有同样的效果.
GA3P 可以同时抑制拓扑异构酶 I 和 II,具有成为治疗
癌症新药的潜力. 硫酸酯类多糖在实验中也有类似的效
果.
3.3 诱导肿瘤细胞凋亡
自 20 世纪 70 年代以来,发现许多细胞组织具有周
期性的自我生长调节机制,一些细胞在组织发育的一定
阶段将自然死亡,称之为细胞程序化死亡或细胞凋亡.
这一过程涉及细胞内外的一系列信息传递过程,进入这
一过程的细胞发生一系列的特征性形态学和生化的变
化,以至最终死亡. 肿瘤细胞可能失去细胞凋亡的功能,
恢复这一功能可用于肿瘤治疗. 另外,与正常细胞相比,
肿瘤细胞对细胞凋亡的诱导更为敏感. 季宇彬等 [28] 采
用流式细胞仪,利用 Fluo−3/AM 探针标记,激光共聚焦
技术观测细胞内[Ca 2+ ]i,证实羊栖菜多糖可以阻滞
SGC−7901 人胃癌从 G0/G1 期进入 S 期,升高细胞凋亡
指数(APO, %),可使 SGC−7901 细胞内[Ca 2+ ]i 先升高然
后下降,给 CaCl2 后,[Ca 2+ ]i 又升高. 可能是羊栖菜多
糖通过升高细胞内[Ca 2+ ]i,从而启动了肿瘤细胞凋亡机
制而达到抗肿瘤的作用.
Hattori 等 [29] 研究了一种从担子菌(Basidiomycetes)
属的蘑菇中提取的蛋白结合多糖 PSK(Protein-bound
Polysaccharide K),PSK 对 3 种恶性血液细胞系作用,
发现对血管淋巴瘤细胞有明显抑制作用. 如图 14 所示.
Viability (%)
120
100
80
60
40
20
0
KG-1
Namolwa
BHL-89 and others
1 10 100
PSK (μg/mL)
图 14 PSK 对恶性血液细胞系的影响 [29]
Fig.14 Effect of PSK on hematological malignant cell lines [29]
经过对 PSK 处理后的血管淋巴瘤细胞的细胞周期分析,
发现有 34%的细胞处于 G0∼G1 期,20%处于 G2∼M 期,
46%处于 S 期,未经过 PSK 处理的细胞系的细胞周期分
别是 55%, 15%和 30%. 如图 15 所示,用双染色流式细
胞术检测细胞凋亡(Annexin V/PI),左下象限显示活细胞
群 (AnnexinV−/PI−) ,右下象限显示凋亡细胞群
(AnnexinV+/PI−) ,右上象限显示坏死细胞群
(AnnexinV+/PI+). 处理 24 h 后,前者的凋亡细胞群明显
增多,而对照组则没有很明显变化. 这些实验说明 PSK
可以引起血管淋巴瘤细胞的细胞凋亡.
FL2-H
10 4
10 3
10 2
10 1
10 0
图 15 PSK 诱导细胞凋亡 [29]
Fig.15 PSK-induced apoptosis [29]
10 0 10 1 10 2 10 3 10 4
10 0 10 1 10 2 10 3 10 4
FL1-H
3.4 影响癌基因的表达
p53 基因是被公认的抗癌基因. 细胞增殖和细胞凋
亡是生物体正常生存的关键环节,这两个环节发生了异
常都有可能引起肿瘤的发生. p53 基因作为抗癌基因,其
表达产物对细胞增殖起负调节作用,表达产物增多意味
着癌细胞活性下降;同时,它还可通过调节 Bcl−2 家族
和 Bax 基因的表达来影响细胞凋亡. 前者是可逆的,后
者则不可逆. 在这两个环节的调控中 p53 基因都起了很
重要的作用.
魏小龙等 [30] 采用 Northern 杂交和狭路杂交的方法,
发现低分子量地黄多糖(LRPS)在体内抗肿瘤有效剂量
下对小鼠 Lewis 肺癌细胞内的正调控基因 c−fos 表达有
明显的增强作用,对负调控基因 c−myc 表达有显著抑制
作用,如表 5 所示. 说明 LRPS 对 p53 基因有明显影响,
LRPS 可能通过影响癌基因的表达,最终使肿瘤细胞的
增殖停滞或使其向正常细胞分化.
表 5 LRPS 对肿瘤组织 c-fos 和 c-myc 表达的影响 [30]
Table 5 Influence of LRPS on the expression of c−fos and
c−myc gene in the tumor tissue [30]
LRPS (mg/kg)
Peak area ratio
C−fos/β−actin c−myc/β−actin
0 0.311±0.043 0.218±0.013
20 0.476±0.263 0.177±0.025 (p=0.01)
40 1.406±0.113 (p=0.01) 0.160±0.026 (p=0.01)

第 4 期 王统一等:多糖免疫调节和抗肿瘤研究进展 681
曾星等 [31] 研究了猪苓多糖对体外培养 T24 膀胱癌
细胞基因蛋白表达的影响. 应用免疫荧光法、激光共聚
焦显微镜对 p53, H−ras 基因蛋白表达进行定位、定量观
察. 猪苓多糖显著增加 p53 蛋白表达,24 h 表达最高,
并呈弥漫性分布,随后逐渐下降,说明猪苓多糖对 T24
细胞 p53 基因蛋白表达有一定的调节作用,但对 H−ras
基因蛋白表达无明显影响.
3.5 改变肿瘤细胞膜的生长特性
多糖对肿瘤细胞膜的影响主要与唾液酸(SA)与磷
脂(PI)转换有关. SA 位于细胞膜表面糖蛋白和糖脂的聚
糖链末端,具有阻碍病原体附着在细胞上及使细胞产生
免疫抗体的作用. PI 转换指存在于细胞膜与内质网上的
磷脂酸肌醇在其激酶催化下发生磷酸化反应的过程.
牛膝多糖 ABP 对 S180 细胞膜的影响如表 6 所示.
20 μg/mL 的 ABP 与 S180 细胞接触 24 h,细胞膜唾液酸
(SA)含量升高,磷脂(PI)含量降低,与对照组比较差异
均有显著性意义(p

682 过 程 工 程 学 报 第 6 卷
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Research Advances in Immunomodulation and Antitumor Activity of Polysaccharides
WANG Tong-yi 1,2 , ZHAO Bing 1 , WANG Yu-chun 1
(1. State Key Lab. Biochem. Eng., Institute of Process Engineering, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100080, China;
2. Graduate University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China)
Abstract: Enhancing immunity and antitumor activity is the important biological activity of polysaccharide. Studies showed that it
enhanced immunity through improving the activity of immunocyte, activising the secretion of cell factor, inducing the production of
antibody and activising the complementary system, etc. The antitumor ways of polysaccharide mainly were inhibiting the growth of
cancer cells and the synthesis of protein and nuclear acid in the cells, inducing apoptosis, affecting the expression of cancer gene and
changing the growing specialities of the cancer cell membrane. In this review, research advances in the field of immunomodulation and
antitumor activity of polysaccharides in recent years were briefly summarized and analysed.
Key words: polysaccharide; immunomodulation; antitumor; apoptosis