猴头菇多糖结构及调节肠道菌群作用研究进展

人体肠道中寄生有约100万亿微生物，是一个复杂的生态系统。作为人类“第二基因组”，肠道菌群可参与调节宿主代谢和免疫，对维护宿主健康具有重要作用。目前，已鉴定的肠道微生物群包含拟杆菌门、厚壁菌门、放线菌门、变形菌门、疣微球菌门等几十个门，其中拟杆菌门和厚壁菌门占肠道菌群的90%以上。健康的肠道菌群具有稳定和多样化的物种结构。现代社会饮食和生活方式的改变、抗生素滥用等导致肠道微生物群稳态失调和功能变化，与许多疾病的发生密切相关。

猴头菇，又名猴头菌、猴蘑等，是齿菌科猴头属的一种高等真菌。猴头菇性平味甘，具有“助消化、利五脏”作用，作为一种名贵的药食兼用菌，在我国及其它地区已经有两千多年的历史。猴头菇主要含有多糖、蛋白质、维生素、矿物质和膳食纤维等成分，其中，猴头菇多糖作为一种新型益生元，近年来受到了越来越多关注。

猴头菇多糖的结构特征

从猴头菇子实体、菌丝体和发酵培养液中得到的多糖在结构上具有不同特征。从猴头菇子实体中分离的多糖通常是由葡萄糖（Glc）、木糖（Xyl）、鼠李糖（Rha）、甘露糖（Man）、岩藻糖（Fuc）、半乳糖（Gal）、阿拉伯糖（Ara）等两种或两种以上单糖组成的杂多糖，分子量大约13-1000kDa。从猴头菇子实体中发现了多种仅由葡萄糖组成的葡聚糖。有些来自猴头菇子实体的多糖还与蛋白质相结合，如含有β-(1→3)和(1→6)糖苷链的半乳糖基葡聚糖蛋白和木聚糖蛋白。

此外，不同提取方法对猴头菇多糖结构也具有影响。通过微波法提取得到的猴头菇多糖主要为(1→3)-β-D-葡聚糖，而传统热水提取法得到的猴头菇多糖主要为(1→6)-β-D-葡聚糖以及低分子量岩藻半乳聚糖。与子实体不同的是，猴头菇发酵菌丝体纯化得到的多糖主要是杂多糖和糖蛋白。组成多糖的单糖主要是阿拉伯糖、木糖、甘露糖、半乳糖和葡萄糖。从猴头菇培养液中纯化得到的胞外多糖通常是杂多糖、葡聚糖和甘露聚糖。

猴头菇多糖对肠道菌群组成的影响

猴头菇多糖结构复杂，对肠道菌群的调节作用差异很大。猴头菇多糖调节肠道菌群作用与其分子量和单糖组成有关，在一定程度上还受到多糖的分支度及所连接的官能团的影响。高分子量多糖由于对细胞膜的穿透能力差，其活性弱于低分子量多糖。大分子β-葡聚糖H6PC20(2390kDa)具有较好的防御作用，而低分子量α-杂多糖HPB-3(15 kDa)具有较强抵抗作用。猴头菇多糖中的 β-(1→3)-葡聚糖含量对其生物活性可能存在影响。

研究发现，相比热水法和生理盐水提取的猴头菇多糖HEP-W和HEP-S，采用柠檬酸从猴头菇子实体中提取的HEP-C，具有更强的抗氧化活性和α-糖苷酶抑制活性，后者β-(1→3)-葡聚糖含量更高。主链为(1→6)链吡喃葡萄糖、侧链为(1→3)链吡喃葡萄糖的猴头菇多糖结构对其抗肿瘤和免疫刺激作用至关重要。含有-NH2、-COOH和S=O等官能团的HIPS1相比无上述官能团结构的HIPS2，对链脲佐菌素诱导的糖尿病小鼠降血糖作用及胰腺、肝脏、肾脏保护作用。

猴头菇多糖的羟乙基化衍生物（hHEP）可增强RAW264.7巨噬细胞活化，使NO、IL-6及TNF-α的产生增加，增强诱导型一氧化氮合酶（iNOS）表达，提高HEP的免疫调节功能。此外，一些猴头菇多糖金属复合物相比修饰前显示了活性和稳定性。例如，采用化学修饰方法在猴头菇多糖羧基上引入Bi3+得到的多糖铋复合物（Bi-HEP）具有更强的抗幽门螺杆菌活性。

猴头菇多糖对肠道菌群的调节作用与其分子量、单糖组成、糖苷键类型、分支度、官能团以及形成复合物等密切相关。葡萄糖、甘露糖、半乳糖、岩藻糖、木糖、阿拉伯糖、鼠李糖等是常见的单糖，且(1→3)、(1→6)和(1→4)连接出现频率最高。

猴头菇多糖调节肠道菌群的功效

猴头菇多糖可通过影响宿主肠道菌群组成和代谢发挥多种健康促进作用，其益生功效涉及调节免疫、症性肠病、影响神经系统、抗肥胖、降胆固醇、抗幽门螺杆菌等多个方面。猴头菇多糖通过促进肠道益生菌增殖、抑制致病菌生长、增加短链脂肪酸（SCFA）生成、增强肠道免疫及特定信号通路等途径发挥作用。

免疫调节作用

越来越多研究表明真菌多糖对人体免疫系统具有显著的低毒。真菌多糖可以激发免疫相关细胞，促进细胞因子和趋化因子的产生，在免疫调节中发挥多种作用。

猴头菇多糖是一种潜在的天然免疫调节剂，可通过NF-кB、MAPK和PI3K/Akt信号通调节免疫功能。免疫荧光染色显示，猴头菇多糖的酶解产物可显著促进巨噬细胞对NO、CD40和CD86的吞噬作用，增强环磷酰胺诱导免疫抑制小鼠的免疫调节功能。小鼠巨噬细胞（RAW264.7）和人肠上皮细胞系（Caco-2）模型也显示，猴头菇多糖能促进 NO、IL-6、IL-10、TNF-α的产生，提高免疫活性。对小鼠、犬及人的肠道菌群的研究均表明，猴头菇多糖可显著改变肠道微生物多样性和丰富度，提高产SCFA细菌含量。SCFA是肠道微生物发酵膳食纤维的最终产物，是联系肠道菌群与宿主的重要桥梁。SCFA具有改善肠道黏膜屏障、刺激免疫抑制细胞因子生成作用，是调节和维持宿主的免疫系统的信号分子。SCFA中的乙酸、丙酸和丁酸可抑制促炎细胞因子的产生，激活Treg细胞，对改善慢性炎症性疾病具有重要作用。乙酸和丁酸还可通过激活GPR41和GPR43，抑制组蛋白脱乙酰酶活性，发挥抗炎作用。猴头菇多糖能显著提高环磷酰胺（CTX）诱导的免疫抑制小鼠模型的产 SCFA细菌水平。

此外，猴头菇多糖与微纳米技术相结合或特定分子的功能化将通过靶向递送、增加肠道通透性等提高其免疫调节作用。例如，多壁碳纳米管（MWCNTs）封装猴头菇多糖可有效调节小鼠免疫应答反应，显著提高免疫球蛋白水平，促进脾脏淋巴细胞活化；硒化猴头菇多糖的聚乳酸-羟基乙酸共聚物纳米颗粒可增强猴头菇多糖的免疫活性，显著增强巨噬细胞吞噬作用以及CD40和CD86的表达。

抗炎症性肠病（IBD）

肠道菌群紊乱可导致宿主肠道粘膜屏障破坏，增加脂多糖（LPS）分泌。LPS通过肠系膜静脉进入循环系统，作用于靶器官和组织，引起肠道炎症，甚至诱发癌变。研究表明，猴头菇多糖可逆转炎症性肠病（ IBD）、溃疡性结肠炎（UC）等实验动物模型的肠道 菌群紊乱，显著增加肠道中抗炎细菌丰度，如乳酸菌、拟杆菌、双歧杆菌、普雷沃氏菌等，降低促炎细菌和病原体水平，如棒状杆菌、瘤胃球菌、葡萄球菌、肠杆菌、弯曲杆菌、志贺氏菌等，维护肠道屏障的完整性。乳酸杆菌可通过调节肠道菌群、刺激自然杀伤细胞（NK细胞）、巨噬细胞和T淋巴细胞缓解葡聚糖硫酸钠（DSS）诱导的结肠炎。短双歧杆菌通过降低肿瘤坏死因子TNF-α、白细胞介素IL-1β、IL-6水平及恢复肠道菌群平衡改善结肠炎症状。

对神经系统疾病的作用

阿尔茨海默病（AD）患者的肠道菌群与健康人不同 ， 厚壁菌门数量减少，拟杆菌门增加，双歧杆菌减少，一些肠道细菌在属水平上的变化与AD脑脊液中的生物标志物存在显著相关。

猴头菇提取物有助于维持肠道菌群的稳定性和多样性，促进厚壁菌门和变形菌门的 比例平衡，增加乳杆菌等益生菌以及阿克曼菌属等具有抗炎作用的细菌数量，减少肠杆菌科等机会致病菌，调节宿主代谢和胰岛素水平，减缓AD进展。此外，分子量分别为1.7×105和1.1×105Da的两种猴头菇多糖（HEPS）对淀粉样蛋白β诱导的大鼠嗜铬细胞瘤细胞（PC12）的神经毒性具有保护作用。猴头菇多糖可清除活性氧（ROS），减少磷酸化p38MAPK/CHOP参与内质网应激信号通路介导的神经元死亡。

抗肥胖和降胆固醇

β-葡聚糖可被肠道微生物组发酵成具有免疫调节活性的SCFA。猴头菇多糖可降低血清总胆固醇（TC）、甘油三酯（TG）和低密度脂蛋白胆固醇（LDL）及肝脏胆固醇水平，提高血清高密度脂蛋白胆固醇（HDL）水平以及粪便胆汁酸、SCFA（特别是丙酸和丁酸）含量。猴头菇多糖可显著减少氧化应激损伤，增加益生菌，降低肠杆菌等有害菌相对丰度，降低病原体感染。猴头菇多糖通过影响SCFA代谢，调节肝脏和血液中血脂水平，从而降低腹部和肝脏脂肪含量。

抗幽门螺杆菌

肠道微生物群可能是抗H.pylori感染治疗的潜在靶点。H.pylori感染可改变结肠pH值，使拟杆菌门丰度减少，厚壁菌门和变形杆菌增加，引起 脱 硫 弧 菌  、 普 雷 沃 氏 菌  、 嗜 血 杆 菌  、 拟 杆 菌、副萨特氏菌、阴沟肠杆菌等变化。H.pylori感染也可通过改变胃肠道激素分泌重塑肠道代谢，并影响肠道微生物组。H.pylori感染肠道中唾液乳杆菌的增加和嗜酸乳杆菌的减少，与胃酸分泌减少有关。猴头菇多糖对 H.pylori有较强抑制作用。

参考资料：

[1]朱佳敏，武艺，赵琳静，沈凡妮，曹婷苇，刘晓会，刘锡建，李洪森，李琦，冯美卿．猴头菇多糖结构及调节肠道菌群作用研究进展[J/OL]．食品与发酵工业.

本文源自：菌物健康 2023-05-07 17:16 发表于江苏