《食品科学》：新疆医科大学海力茜·陶尔大洪教授等：芜菁酸性多糖结构及对脂多糖诱导肺损伤小鼠的保护作用

急性肺损伤（ALI）是一种由COVID-19、脓毒血症、PM2.5、输血、肺癌放化疗等多种因素导致的高发病率、高病死率危重病。近年来，核转录因子-κB/NOD样受体3（NF-κB/NLRP3）信号通路在炎症相关疾病中的作用机制成为研究热点，此通路的激活或抑制可调控肺损伤的发生过程。

芜菁（Brassica rapa L.）为新疆、西藏等高海拔地区普遍种植的一种药食同源植物。芜菁为十字花科芸薹属草本植物，肉质块根为其主要食用与药用部位。芜菁含有多糖、蛋白质、多酚、挥发油等多种活性成分。研究发现芜菁多糖具有免疫调节、抗衰老、抗氧化等多种生理活性，但缺乏其干预呼吸系统疾病、炎症性疾病相关报道。

新疆医科大学药学院的卡地尔亚·库尔班，海力茜·陶尔大洪*和新疆维吾尔自治区分析测试研究院的杨飞*等对芜菁酸性多糖（BRAP-1）的理化性质、结构和组成，及其对脂多糖（LPS）诱导的急性肺损伤的保护作用和相关机制进行探讨，以期为芜菁多糖药理活性研究及作为肺损伤保健食品、治疗药物提供理论参考。

1BRAP-1理化性质、结构和组成分析

BRAP-1化学组成和表观分子质量

根据总糖、糖醛酸、蛋白标准曲线方程计算得到BRAP-1总糖质量分数为56.7%，糖醛酸质量分数为13.1%，蛋白质量分数为8.9%。

如图1所示，BRAP-1高效凝胶渗透色谱图呈对称单峰，说明其分子质量均一，将BRAP-1保留时间（14.64 min）代入标准曲线方程得到分子质量为6 080 Da。

BRAP-1的FT-IR分析结果

BRAP-1样品在3 376 cm －1 处的较宽吸收峰是糖残基—OH的伸缩振动峰，2 930 cm －1 处为C—H伸缩振动峰（图2），是多糖的特征吸收峰。1 628 cm －1 处为糖醛酸羧基伸缩振动峰，证明BRAP-1是含有糖醛酸结构的酸性多糖。位于1 403 cm －1 的吸收峰为多糖分子中多个C—H弯曲振动吸收峰。1 031 cm －1 处的吸收峰为吡喃环C—O伸缩振动峰，结合900～800 cm －1 处吸收峰可知样品含 β -吡喃糖。综上所述，BRAP-1具有多糖结构特征，并含有 β -吡喃糖、糖醛酸结构，为典型的酸性多糖。

BRAP-1单糖组成

经酸水解和乙酰化后BRAP-1单糖组成的GC-MS图如图3所示。根据对照品峰及样品峰保留时间可知，BRAP-1主要由葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖组成，根据3 种单糖峰面积得到BRAP-1单糖物质的量比为 n （葡萄糖）∶ n （半乳糖）∶ n （阿拉伯糖）＝4.53∶2.20∶2.07。

2 BRAP-1对LPS诱导ALI小鼠肺湿质量/干质量比值的影响

如图4所示，与正常组相比，模型组小鼠肺湿质量/干质量比值高度显著升高（ P ＜0.001），表明LPS气管滴注后诱导了小鼠肺组织损伤，引起组织水肿。与模型组相比，BRAP-1低、中、高剂量组小鼠肺湿质量/干质量比值呈剂量依赖性降低（ P ＜0.001），说明BRAP-1可缓解小鼠肺组织水肿症状。

3BRAP-1对LPS诱导ALI小鼠肺泡灌洗液蛋白质量浓度、总细胞数的影响

如图5所示，与正常组相比，模型组小鼠肺泡灌洗液中蛋白质量浓度、总细胞数高度显著升高（ P ＜0.001），提示LPS诱导使小鼠肺组织细胞膜通透性改变、组织蛋白渗漏、大量炎性细胞渗出并弥散于损伤的肺组织间隙。与模型组相比，BRAP-1低、中、高剂量组肺泡灌洗液蛋白质量浓度呈剂量依赖性降低（ P ＜0.001）。虽然BRAP-1组肺泡灌洗液总细胞数也呈剂量依赖性减少，但与模型组相比，仅中、高剂量组有显著性差异（ P ＜0.01、 P ＜0.001），综上，BRAP-1对LPS诱导ALI小鼠肺组织蛋白渗漏、通透性改变、炎性渗出程度有一定的缓解作用。

4BRAP-1对LPS诱导ALI小鼠肺组织损伤病理变化的影响

如图6所示，正常组小鼠肺组织结构正常、形态规则、肺泡腔清晰，肺泡及间质无明显充血、炎症细胞浸润；模型组小鼠肺组织出现结构紊乱、形态不规则、肺泡间隔增厚，肺泡及间质明显充血、炎症细胞浸润等肺损伤特征，提示肺损伤模型建立成功。与模型组相比，BRAP-1各剂量组小鼠肺组织结构形态较为规则，肺泡间隔增厚、肺泡及间质充血等情况减轻，肺泡腔内炎症细胞浸润减少，肺损伤明显改善。

5 BRAP-1对LPS诱导ALI小鼠免疫因子水平的影响

如图7 所示，与正常组相比，模型组小鼠血清TNF-α、IL-6、IL-10、IFN-γ质量浓度高度显著升高（P＜0.001），提示LPS诱导肺损伤可过度激活免疫系统，导致大量细胞因子释放并聚集于小鼠肺部，进一步加重肺损伤。低、中、高剂量BRAP-1可剂量依赖性降低小鼠血清中TNF-α、IL-6、IL-10、IFN-γ的含量，与模型组相比均有统计学差异（P＜0.05、P＜0.001）。根据小鼠血清免疫因子水平变化情况可知，BRAP-1对过度激活的免疫系统有明显的调节作用，说明其对小鼠肺损伤的保护作用是通过调节受损肺组织抗炎-促炎免疫调节失衡来实现。

6 BRAP-1对LPS诱导ALI小鼠NF-kB/NLRP3通路关键基因表达的影响

如图8所示，与正常组相比，模型组小鼠肺组织中TNFR、TLR4、p65、IL-1β、NLRP3 mRNA相对表达水平均高度显著升高（P＜0.001），表明LPS诱导的肺损伤可激活NF-κB/NLRP3通路，导致NLRP3炎性小体的过度表达，并进一步活化机体免疫系统，促进细胞因子的释放加重肺损伤。与模型组相比，BRAP-1组小鼠肺组织中TNFR、TLR4、p65、IL-1β、NLRP3 mRNA相对表达水平不同程度降低，提示BRAP-1可通过下调NF-κB/NLRP3通路关键基因转录水平调节炎症因子的产生与释放。

本实验对BRAP-1化学组成、分子质量、结构及单糖组成进行分析，发现其总糖、糖醛酸、蛋白质量分数分别为56.7%、13.1%、8.9%，表观分子质量为6 080 Da，并具有β-吡喃糖、糖醛酸结构，主要由葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖组成，单糖物质的量比为4.53∶2.20∶2.07，上述结果可为其肺损伤保护作用研究提供基础支撑。

本实验采用LPS气管滴注法建立小鼠ALI模型。本实验结果显示，与肺损伤模型组相比，BRAP-1给药组小鼠肺湿质量/干质量比值、肺泡灌洗液蛋白质量浓度、总细胞数均高度显著降低（P＜0.001），HE染色切片中肺组织形态均有所改善，肺损伤程度明显减弱，提示BRAP-1对LPS引起的肺损伤具有保护作用。

本研究发现，BRAP-1能明显抑制肺损伤小鼠血清中TNF-α、IL-6、IL-10、IFN-γ质量浓度，说明BRAP-1能够调节受损肺组织抗炎-促炎免疫平衡、改善免疫因子过度释放状态，对小鼠的炎症反应有显著调节作用。

进一步研究作用机制发现，BRAP-1对炎症相关疾病中的关键通路NF-κB/NLRP3具有调节作用。BRAP-1给药组小鼠肺组织中，与启动此通路相关的两种关键受体——TLR4和TNFR的mRNA表达量降低。与此同时，NLRP3炎性小体及其上游NF-κB p65和下游关键细胞因子IL-1β的基因mRNA表达量均显著降低。提示BRAP-1可调控NF-κB/NLRP3通路相关因子转录水平。

综上所述，BRAP-1对小鼠肺损伤有保护作用。其机制为，一方面调节受损肺组织抗炎-促炎免疫调节平衡，从而减轻肺组织损伤；另一方面，可能通过下调NF-κB/NLRP3通路相关因子转录水平抑制炎症因子的产生与释放。然而，BRAP-1三维空间结构及其对小鼠肺损伤保护作用的分子结构关联还需进一步的研究与探讨。

本文《 芜菁酸性多糖结构及对脂多糖诱导肺损伤小鼠的保护作用 》来源于《食 品科学》2023年44卷第13期52-59页，作者： 卡地尔亚·库尔班，阿吉然姆·阿布拉，陈卓尔，米合热尼沙·阿木热江， 海力茜·陶尔大洪，杨 飞 。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20221104-046 。点击下方阅读原文即可 查看文章相关信息。

实习编辑；云南师范大学生命科学学院 母朵银；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网。

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