黑牛肝菌多糖结构表征及其缓解阿尔茨海默病功效的研究

作     者：朱晏锋 

作者单位：吉林大学 

学位级别：硕士

导师姓名：滕利荣

授予年度：2024年

学科分类：1008[医学-中药学(可授医学、理学学位)] 1006[医学-中西医结合] 100602[医学-中西医结合临床] 10[医学] 

主      题：阿尔茨海默病 黑牛肝菌 活性多糖 神经炎症 神经保护 

摘      要：背景:阿尔茨海默病(Alzheimer s disease,AD)患者脑内淀粉样蛋白β(Amyloidβ,Aβ)的沉积普遍发生,并表现为认知与记忆能力减退。已有研究表明神经炎症与菌群失调加速着AD的发生发展。天然多糖能够通过多靶点和多通道效应抑制神经炎症并调节肠道菌群活性,从而缓解AD症状。黑牛肝菌(Boletus aereus,BE)多糖(BE polysaccharide,BEP)有着多种生物活性,但目前仍局限在抗氧化领域。尽管现有研究表明,天然活性多糖具有缓解AD活性,但对于BE多糖对AD的影响以及结构的推测目前仍未有相关报道。 目的:本研究旨在从BE中分离获得一种纯化多糖,鉴定其结构表征,并明确BEP对APP/PS1小鼠行为表征与病理表征的影响,探明BEP改善AD的作用机制,从而为BE资源开发以及BEP在AD临床治疗的应用提供理论依据。 方法:本研究通过水提醇沉法从BE中分离粗多糖c BEP,随后通过柱层析技术纯化为多糖BEP2。通过对BEP2的结构表征进行评价,推测其结构。将获得的BEP2进行APP/PS1小鼠口服给药干预,通过行为学和病理学实验,探究BEP2对AD病理表征的影响。基于肠道微生物组学与血清代谢组学联合分析筛选BEP2所干预的潜在信号通路,随后通过免疫组织化学(Immunohistochemistry,IHC)与免疫荧光(Immunofluorescence,IF)法对预测通路进行验证,结合蛋白免疫印记与酶联免疫吸附检测实验重复检验上述结论,以明确BEP2的作用机制。 结果:从BE中分离纯化出的中性多糖BEP2,分子量为26.65 k Da,包含半乳糖、岩藻糖、甘露糖和葡萄糖等四种单糖。由键合关系分析与核磁共振分析显示,BEP2是以→6)-α-D-Galp-(1→作为骨架,并于3号位存在甲氧基取代,2号位存在支链的杂半乳聚糖,并且推测了可能得支链结构。被BEP2口服干预的APP/PS1小鼠能够明显改善水迷宫中的空间记忆、改善Y迷宫中的工作记忆,以及减少主动回避的响应时间。在病理表征上,BEP2干预能够显著减少Aβ斑块及其他AD标志物的含量。肠道微生物组学与血清代谢组学分析结果表明,BEP2对AD的改善作用可能与神经炎症通路相关。通过IF分析,BEP2能够通过CX3C趋化因子(Fractalkine,CX3CL1)-CX3C趋化因子受体1(CX3C chemokine receptor1,CX3CR1)通路显著抑制小胶质细胞与星形胶质细胞活化并提升转化生长因子(Transforming Growth Factor,TGF)-β1的水平。 结论:从BE中提取获得一种带有支链结构与甲氧基取代的中性杂半乳聚糖BEP2。通过对APP/PS1小鼠行为学与病理学检测,发现BEP2能够显著改善由AD引起的认知障碍与记忆力下降,并减少脑内Aβ斑块的积累。通过多种生物学技术分析,预测BEP2缓解AD症状可能与抗神经炎症活性相关。该研究继续对APP/PS1小鼠脑内小胶质细胞、星形胶质细胞活化水平与神经元含量进行分析,结果显示BEP2能够通过上调CX3CL1与CX3CR1抑制胶质细胞活性,并促进抗炎因子表达,从而减少神经元的丢失,证实了BEP2对神经炎症的抑制作用,从而起到缓解AD症状的神经保护功能。为BE资源开发以及BEP2应用于AD临床研究提供数据依据,并为天然活性多糖类AD药物开发提供参考。