J. Future Foods | 蝙蝠蛾拟青霉发酵液多糖具有双向免疫调节作用

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近年来，受新冠肺炎影响，免疫调节越来越受到关注。健康的免疫系统对维持人体健康至关重要。当机体受到外界病毒或细菌攻击时，免疫细胞可发挥免疫调节作用，预防疾病，炎症可导致免疫细胞过度激活，生物因子过度表达，促进机体对病毒的炎症反应。在生理健康的条件下，身体在抗和促生细胞因子之间保持免疫平衡。然而，在机体营养不良等情况下，这种平衡可能会被破坏。多糖等天然活性物质可激活免疫细胞和促炎因子的释放。双向免疫产品有利于机体的保护平衡。因此，开发具有双重免疫调节特性的新型食用功能食品十分迫切。巨噬细胞在炎症过程中起着至关重要的作用，主要刺激促炎细胞因子如IL-6、TNF-α和IL-1β的释放，从而激活免疫系统。小鼠腹腔巨噬细胞RAW264.7是研究炎症的标准细胞。因此，巨噬细胞常被用来评估生物活性物质的免疫调节和抗炎能力。脂多糖（LPS）可激活RAW264.7巨噬细胞炎症反应，天然成分食用菌多糖可抑制炎症。前期研究表明，多糖对RAW264.7具有促炎和抗炎的双重免疫调节作用。

蝙蝠蛾拟青霉（Paecilomyces hepiali）是一种常见于高海拔地区的真菌，已被列入中国国家卫生健康委员会发布的保健食品种名录。多糖是其主要活性成分，具有抗肿瘤、免疫调节、抗炎等功能。到目前为止，大多数研究都集中在P. hepiali菌丝体上，而对发酵液的研究较少。通常在发酵工业中，发酵液会被直接浪费，或用作饲料，其附加值远未得到开发利用。从食用菌中提取的P. hepiali多糖多糖（PHP）在RAW264.7中可能具有双重免疫调节作用。本研究对提取的多糖进行纯化，通过化学组成、分子质量、单糖组成、三螺旋实验、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）对其理化性质进行表征，并通过扫描电子显微镜（SEM）、甲基化和核磁共振（NMR）分析探索其表面图像观察。通过观察PHP对RAW264.7巨噬细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表达的影响，探讨PHP的双重免疫调节作用、作用机制及其结构。同时研究PHP对TLR4/NF-κB信号通路中关键蛋白的表达水平。这项工作不仅揭示了PHP的结构，而且为PHP作为免疫和炎症失衡的双向调节剂来控制炎症紊乱提供了坚实的科学基础，这可能有助于PHP在膳食双向免疫功能中的应用。

浙江工业大学营养健康团队田宝明副研究员（第一作者）、孙培龙教授、杨开教授（共同通信作者）等在本文阐明了PHP双免疫调节（免疫增强和抗炎）的机制。本研究shi用40%乙醇从PHP中沉淀得到PHP40，进一步纯化得到PHP40-2。采用化学分析和仪器分析方法分析PHP40-2的化学特性，并研究其对RAW264.7巨噬细胞的双重免疫调节作用。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→组成的杂多糖，分子质量为6.2×105 Da 。经PHP40-2处理后，一氧化氮（NO）产量、吞噬活性和细胞因子分泌均显著升高；而PHP40-2能明显抑制LPS诱导的RAW264.7细胞NO的产生和细胞因子的分泌。通过mRNA和蛋白表达分析，发现TLR4/NF-κB信号通路在PHP40-2的双免疫调节作用中发挥重要作用。本研究表明，PHP40-2具有开发新型功能食品的潜力。

PHP激活RAW264.7细胞产生NO、TNF-α、IL-1β、IL-10和IL-6的机制示意图

第一作者

田宝明，博士（后），副研究员，博导。食品质量与安全系副系主任，主要从事食品天然产物与营养健康、膳食与肠道菌群互作对糖脂代谢相关疾病的干预机制等研究。纵向项目方面，主持浙江省重点研发计划项目、浙江省“领雁”研发攻关计划课题、中国博士后科学基金面上项目、河南省“三区”选派科技人员项目、丽水市“双百引领计划”第五批挂职企业人才项目等6项；横向方面，主持校企业合作项目2项（结题1项），参与横向课题6项；主持浙江省产学研协同育人项目和校级教改项目各1项。发表学术论文40余篇，近五年以第一作者或通讯身份在Journal of Agricultural And Food Chemistry、Molecular Nutrition & Food Research、Food & Function等杂志发表SCI论文18篇，其中ESI高被引热点论文1篇；以第一作者在中文核心期刊发表论文2篇。获中国商业联合会科技进步一等奖、省级“三区”选派科技人员考核优秀良好各一次，省科技厅鉴定成果1项, 参编教材3 部，发表教改论文3篇。曾获浙江工业大学2021年度优秀本科生实习指导教师、本科教学业绩考核优秀、优课优酬奖奖励等；担任浙江省食用菌协会监事、Food and Health杂志编委、Journal of Future Foods和《河南工业大学学报》青年编委，Frontier in Nutrition客座编辑，Journal of Agricultural And Food Chemistry、Food & Function、Nutrients、《食品工业科技》和《现代食品科技》等期刊的审稿专家。

通信作者

孙培龙，博士，二级教授，博士生导师。1985年浙江工业大学获工学学士学位并留校工作，1991年华东理工大学获工学硕士学位，2007年3月浙江大学获工学博士学位，2005年美国瑞斯理工学院（RPI）Heparin实验室访问研究。现任浙江工业大学食品科学与工程学院党委书记，兼任浙江省食用菌协会副会长等职，是浙江省首批重点创新团队食用菌行业创新团队带头人，浙江省151第二层次人才，浙江工业大学食品科学与工程一级学科硕士点负责人。研究方向为食品化学与资源利用，主要从事大分子多糖的分离纯化、性质、功能及构效关系的研究，重点进行食用菌功能性提取物及其在保健食品中的应用研究。承担完成国家级、省部级科研项目30余项，获省部级科技进步奖一等奖2 项，二等奖1 项，三等奖5 项，发表SCI论文120余篇，授权国家发明专利50余件，出版教材或专著6 部，培养食品科学及生物工程相关领域硕博士研究生150余名。

杨开，男，博士，教授，硕导/博导，食品天然产物与营养健康研究中心主任兼团队负责人。主要研究方向：食品天然产物提取分离；营养功能特医食品开发；食品新技术与质量安全控制；传统食品提升及工厂设计。现为浙江工业大学食品科学与工程学院“食品天然产物与营养健康研究中心”主任、团队负责人兼党支部书记，浙江工业大学第二批“双带头人”教师党支部书记。兼任浙江省食品学会常务理事、国家食品药品监督管理总局-特殊医学用途配方食品注册审评咨询专家、国家食药同源产业科技创新联盟理事、长三角食药用菌产业创新联盟理事、浙江省食用菌协会理事等职务。主要学术成果：累计主持国家级、省部级及企业开发横向项目20余项，第一及通讯作者发表论文60余篇，其中JCR一区论文20余篇；第一发明人申请专利20件，其中授权发明专利13件；作为主要成员（排名前三）制定团体标准6 项；主编轻工业出版社十三五规划教材一部（获得第四届中国轻工业教材优秀奖）。获浙江省及金华市优秀科技特派员荣誉称号，获得中国商业联合会全国商业科技进步一等奖2 次（排名第一和第二）、二等奖1 次、浙江省高校科研成果奖三等奖1 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.

文章翻译由作者团队提供

编辑：龚艺；责任编辑：孙勇

封面图片来源：摄图网

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