本文系Journal of Future Foods原創(chuàng)編譯，歡迎分享，轉(zhuǎn)載請授權(quán)。
近年來，受新冠肺炎影響，免疫調(diào)節(jié)越來越受到關(guān)注。健康的免疫系統(tǒng)對維持人體健康至關(guān)重要。當(dāng)機體受到外界病毒或細菌攻擊時，免疫細胞可發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用，預(yù)防疾病，炎癥可導(dǎo)致免疫細胞過度激活，生物因子過度表達，促進機體對病毒的炎癥反應(yīng)。在生理健康的條件下，身體在抗和促生細胞因子之間保持免疫平衡。然而，在機體營養(yǎng)不良等情況下，這種平衡可能會被破壞。多糖等天然活性物質(zhì)可激活免疫細胞和促炎因子的釋放。雙向免疫產(chǎn)品有利于機體的保護平衡。因此，開發(fā)具有雙重免疫調(diào)節(jié)特性的新型食用功能食品十分迫切。巨噬細胞在炎癥過程中起著至關(guān)重要的作用，主要刺激促炎細胞因子如IL-6、TNF-α和IL-1β的釋放，從而激活免疫系統(tǒng)。小鼠腹腔巨噬細胞RAW264.7是研究炎癥的標(biāo)準細胞。因此，巨噬細胞常被用來評估生物活性物質(zhì)的免疫調(diào)節(jié)和抗炎能力。脂多糖（LPS）可激活RAW264.7巨噬細胞炎癥反應(yīng)，天然成分食用菌多糖可抑制炎癥。前期研究表明，多糖對RAW264.7具有促炎和抗炎的雙重免疫調(diào)節(jié)作用。
蝙蝠蛾擬青霉（Paecilomyces hepiali）是一種常見于高海拔地區(qū)的真菌，已被列入中國國家衛(wèi)生健康委員會發(fā)布的保健食品種名錄。多糖是其主要活性成分，具有抗腫瘤、免疫調(diào)節(jié)、抗炎等功能。到目前為止，大多數(shù)研究都集中在P. hepiali菌絲體上，而對發(fā)酵液的研究較少。通常在發(fā)酵工業(yè)中，發(fā)酵液會被直接浪費，或用作飼料，其附加值遠未得到開發(fā)利用。從食用菌中提取的P. hepiali多糖多糖（PHP）在RAW264.7中可能具有雙重免疫調(diào)節(jié)作用。本研究對提取的多糖進行純化，通過化學(xué)組成、分子質(zhì)量、單糖組成、三螺旋實驗、傅里葉變換紅外光譜（FT-IR）對其理化性質(zhì)進行表征，并通過掃描電子顯微鏡（SEM）、甲基化和核磁共振（NMR）分析探索其表面圖像觀察。通過觀察PHP對RAW264.7巨噬細胞中的一氧化氮生成、吞噬活性、TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-10分泌及mRNA表達的影響，探討PHP的雙重免疫調(diào)節(jié)作用、作用機制及其結(jié)構(gòu)。同時研究PHP對TLR4/NF-κB信號通路中關(guān)鍵蛋白的表達水平。這項工作不僅揭示了PHP的結(jié)構(gòu)，而且為PHP作為免疫和炎癥失衡的雙向調(diào)節(jié)劑來控制炎癥紊亂提供了堅實的科學(xué)基礎(chǔ)，這可能有助于PHP在膳食雙向免疫功能中的應(yīng)用。
浙江工業(yè)大學(xué)營養(yǎng)健康團隊田寶明副研究員（第一作者）、孫培龍教授、楊開教授（共同通信作者）等在本文闡明了PHP雙免疫調(diào)節(jié)（免疫增強和抗炎）的機制。本研究shi用40%乙醇從PHP中沉淀得到PHP40，進一步純化得到PHP40-2。采用化學(xué)分析和儀器分析方法分析PHP40-2的化學(xué)特性，并研究其對RAW264.7巨噬細胞的雙重免疫調(diào)節(jié)作用。PHP40-2是由→4,6)-α-D-Glcp-(1→，→6)-α-d-manp-(1→，α-D-Glcp-(1→和→4)-β-d-galp-(1→組成的雜多糖，分子質(zhì)量為6.2×105 Da 。經(jīng)PHP40-2處理后，一氧化氮（NO）產(chǎn)量、吞噬活性和細胞因子分泌均顯著升高；而PHP40-2能明顯抑制LPS誘導(dǎo)的RAW264.7細胞NO的產(chǎn)生和細胞因子的分泌。通過mRNA和蛋白表達分析，發(fā)現(xiàn)TLR4/NF-κB信號通路在PHP40-2的雙免疫調(diào)節(jié)作用中發(fā)揮重要作用。本研究表明，PHP40-2具有開發(fā)新型功能食品的潛力。
PHP激活RAW264.7細胞產(chǎn)生NO、TNF-α、IL-1β、IL-10和IL-6的機制示意圖
第一作者
田寶明，博士（后），副研究員，博導(dǎo)。食品質(zhì)量與安全系副系主任，主要從事食品天然產(chǎn)物與營養(yǎng)健康、膳食與腸道菌群互作對糖脂代謝相關(guān)疾病的干預(yù)機制等研究?？v向項目方面，主持浙江省重點研發(fā)計劃項目、浙江省“領(lǐng)雁”研發(fā)攻關(guān)計劃課題、中國博士后科學(xué)基金面上項目、河南省“三區(qū)”選派科技人員項目、麗水市“雙百引領(lǐng)計劃”第五批掛職企業(yè)人才項目等6項；橫向方面，主持校企業(yè)合作項目2項（結(jié)題1項），參與橫向課題6項；主持浙江省產(chǎn)學(xué)研協(xié)同育人項目和校級教改項目各1項。發(fā)表學(xué)術(shù)論文40余篇，近五年以第一作者或通訊身份在Journal of Agricultural And Food Chemistry、Molecular Nutrition & Food Research、Food & Function等雜志發(fā)表SCI論文18篇，其中ESI高被引熱點論文1篇；以第一作者在中文核心期刊發(fā)表論文2篇。獲中國商業(yè)聯(lián)合會科技進步一等獎、省級“三區(qū)”選派科技人員考核優(yōu)秀良好各一次，省科技廳鑒定成果1項, 參編教材3 部，發(fā)表教改論文3篇。曾獲浙江工業(yè)大學(xué)2021年度優(yōu)秀本科生實習(xí)指導(dǎo)教師、本科教學(xué)業(yè)績考核優(yōu)秀、優(yōu)課優(yōu)酬獎獎勵等；擔(dān)任浙江省食用菌協(xié)會監(jiān)事、Food and Health雜志編委、Journal of Future Foods和《河南工業(yè)大學(xué)學(xué)報》青年編委，F(xiàn)rontier in Nutrition客座編輯，Journal of Agricultural And Food Chemistry、Food & Function、Nutrients、《食品工業(yè)科技》和《現(xiàn)代食品科技》等期刊的審稿專家。
通信作者
孫培龍，博士，二級教授，博士生導(dǎo)師。1985年浙江工業(yè)大學(xué)獲工學(xué)學(xué)士學(xué)位并留校工作，1991年華東理工大學(xué)獲工學(xué)碩士學(xué)位，2007年3月浙江大學(xué)獲工學(xué)博士學(xué)位，2005年美國瑞斯理工學(xué)院（RPI）Heparin實驗室訪問研究?，F(xiàn)任浙江工業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院黨委書記，兼任浙江省食用菌協(xié)會副會長等職，是浙江省首批重點創(chuàng)新團隊食用菌行業(yè)創(chuàng)新團隊帶頭人，浙江省151第二層次人才，浙江工業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程一級學(xué)科碩士點負責(zé)人。研究方向為食品化學(xué)與資源利用，主要從事大分子多糖的分離純化、性質(zhì)、功能及構(gòu)效關(guān)系的研究，重點進行食用菌功能性提取物及其在保健食品中的應(yīng)用研究。承擔(dān)完成國家級、省部級科研項目30余項，獲省部級科技進步獎一等獎2 項，二等獎1 項，三等獎5 項，發(fā)表SCI論文120余篇，授權(quán)國家發(fā)明專利50余件，出版教材或?qū)Ｖ? 部，培養(yǎng)食品科學(xué)及生物工程相關(guān)領(lǐng)域碩博士研究生150余名。
楊開，男，博士，教授，碩導(dǎo)/博導(dǎo)，食品天然產(chǎn)物與營養(yǎng)健康研究中心主任兼團隊負責(zé)人。主要研究方向：食品天然產(chǎn)物提取分離；營養(yǎng)功能特醫(yī)食品開發(fā)；食品新技術(shù)與質(zhì)量安全控制；傳統(tǒng)食品提升及工廠設(shè)計?，F(xiàn)為浙江工業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院“食品天然產(chǎn)物與營養(yǎng)健康研究中心”主任、團隊負責(zé)人兼黨支部書記，浙江工業(yè)大學(xué)第二批“雙帶頭人”教師黨支部書記。兼任浙江省食品學(xué)會常務(wù)理事、國家食品藥品監(jiān)督管理總局-特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品注冊審評咨詢專家、國家食藥同源產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新聯(lián)盟理事、長三角食藥用菌產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟理事、浙江省食用菌協(xié)會理事等職務(wù)。主要學(xué)術(shù)成果：累計主持國家級、省部級及企業(yè)開發(fā)橫向項目20余項，第一及通訊作者發(fā)表論文60余篇，其中JCR一區(qū)論文20余篇；第一發(fā)明人申請專利20件，其中授權(quán)發(fā)明專利13件；作為主要成員（排名前三）制定團體標(biāo)準6 項；主編輕工業(yè)出版社十三五規(guī)劃教材一部（獲得第四屆中國輕工業(yè)教材優(yōu)秀獎）。獲浙江省及金華市優(yōu)秀科技特派員榮譽稱號，獲得中國商業(yè)聯(lián)合會全國商業(yè)科技進步一等獎2 次（排名第一和第二）、二等獎1 次、浙江省高?？蒲谐晒勅泉? 次。
Dual-immunomodulatory effects on RAW264.7 macrophages and structural elucidation of a polysaccharide isolated from fermentation broth of Paecilomyces hepiali
Baoming Tian ab, Renjian Liu a, Qi Li c, Hanshan Xu d, Ming Cai ab, Rongfa Guan ab, Peilong Sun ab*, Kai Yang ab*
aCollege of Food Science and Technology, Zhejiang University of Technology, Huzhou 313299, China
bKey Laboratory of Food Macromolecular Resources Processing Technology Research (Zhejiang University of Technology), China National Light Industry, Huzhou 313299, China
cHangzhou Xueyu Biotechnology Co., Ltd., Hangzhou 311254, ChinadLinping District of Supervising Testing Center for Quality and Meterology, Hangzhou 311199, China
*Corresponding author.
Abstract
More and more studies have reported the role of Paecilomyces hepiali polysaccharides in bidirectional regulation (immune enhancement and anti-inflammatory). However, there are few collaborative studies on the structure, immune enhancement, and anti-inflammatory effects of polysaccharides from the fermentation broth of P. hepiali (PHP) and the mechanisms are still unclear. The present study aimed to clarify the mechanism underlying the dual-immunomodulatory (immune enhancement and anti-inflammatory). PHP40 was precipitated with 40% ethanol from PHP40 and further purified to obtain PHP40-2. The chemical characteristics of PHP40-2 was analyzed by chemical and instrumental analyses, and the double immunomodulatory effects of RAW264.7 macrophages were investigated. PHP40-2 was a heteropolysaccharide composed of →4,6)-α-D-Glcp-(1→, →6)-α-D-Manp-(1→, α-D-Glcp-(1→, and →4)-β-D-Galp-(1→, and its molecular weight was 6.2?×?105 Da. The nitric oxide (NO) production, phagocytosis activity, and cytokine secretion were significantly increased (P < 0.05) after PHP40-2 treatment; however, PHP40-2 could inhibit NO production and cytokine secretion in LPS-induced RAW264.7 macrophages (P < 0.05). After mRNA and protein expression analysis, toll-like receptor 4 (TLR4)/nuclear factor-κB (NF-κB) signaling pathway was discovered to play an important role in the dual-immunomodulatory effects of PHP40-2. This study reveals that the fermentation broth of PHP is also a valuable resource and PHP40-2 has the potential to be developed as a novel functional food.
Reference:
LIU Y J, LU D Q, QIANG J Y, et al . Dual-immunomodulatory effects on RAW264.7 macrophages and structural elucidation of a polysaccharide isolated from fermentation broth of Paecilomyces hepiali[J]. Journal of Future Foods, 2025, 5( 6): 628-640 . DOI:10.1016/j.jfutfo.2024.11.0010.
文章翻譯由作者團隊提供
編輯：龔藝；責(zé)任編輯：孫勇
封面圖片來源：攝圖網(wǎng)
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