研究进展 | 甘露糖与健康的关系探讨

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甘露糖，是一种有机化合物，分子式为C6H12O6，分子量为180.156，无色或白色结晶粉末。是一种糖类，在人体代谢过程中，尤其在特定蛋白的糖基化过程中起到重要作用。

研究进展

甘露糖通过调节阿尔茨海默病中BACE1的糖基化促进β淀粉样蛋白病理

摘要：高血糖加速阿尔茨海默病（AD）的进展，但单糖的作用尚不清楚。在这里，通过测定AD小鼠大脑和血清以及AD患者血清中的甘露糖水平，证明了甘露糖作为一种六碳糖与AD的病理特征密切相关。通过侧脑室注射（ICV）或饮水给予AD小鼠甘露糖，探讨甘露糖对认知和AD病理进展的影响。慢性甘露糖超负荷增加β-淀粉样蛋白（Aβ）负担，加重认知障碍，而无甘露糖饮食或甘露糖转运体拮抗剂可逆转这种情况。在机制上，单细胞RNA测序和代谢组学表明甘露糖介导的BACE1和呆蛋白的N-糖基化增强了它们的蛋白稳定性，促进了Aβ的产生。此外，甘露糖摄入量的减少降低了BACE1和呆蛋白的稳定性，最终降低了Aβ的产生并减轻了AD病理。这一结果表明，高剂量的甘露糖消耗可能会加剧AD的发病机制。限制膳食甘露糖可能具有食疗益处。

结论：综上所述，研究发现甘露糖水平在AD小鼠和患者中均升高。甘露糖介导的糖基化稳定了BACE1和呆蛋白，促进了β--淀粉样蛋白的生成。虽然甘露糖在抗肿瘤功能方面已显示出若干益处，但长期高剂量暴露可能损害认知并加剧AD的发病。

Reference:

Liang C S, Yuan Z Q, Yang S C, et al. Mannose promotes β-amyloid pathology by regulating BACE1 glycosylation in Alzheimer’s disease[J]. Advanced Science, 2024. DOI:10.1002/advs.202409105.

甘露糖通过调节肠道微生物代谢产物增强卵巢癌的免疫治疗效果

摘要：肠道微生物组显著影响免疫检查点阻断干预的有效性。然而，由于缺乏经济有效的生产方法，其临床应用受到阻碍。在本研究中，证明了口服甘露糖补充通过粪大肠杆菌 (F. rodentium)的富集抑制免疫功能正常小鼠的卵巢肿瘤生长。粪大肠杆菌的应用不仅抑制了肿瘤的进展，而且增强了抗肿瘤免疫反应。甘露糖的补充培养了一个免疫刺激的肿瘤微环境，其特征是祖细胞耗竭的CD8+T细胞(Tpex)的扩增和分化。代谢组学分析确定了丙酸和丁酸是驱动甘露糖介导的肿瘤抑制作用的关键代谢物，并在体内得到了验证。机制上，丙酸盐和丁酸盐通过增强组蛋白乙酰化促进Tpex细胞扩张。此外，甘露糖相关的基因签名与多种癌症类型的免疫检查点阻断干预的良好反应有关。补充甘露糖也提高了抗PD-1和PARP抑制剂干预的效果。这些发现强调了啮齿类动物的代谢产物丙酸和丁酸作为Tpex细胞扩张的关键刺激物的作用，从而激活抗肿瘤免疫反应。这强调了甘露糖补充在高级别浆液性卵巢癌中增强癌症免疫干预结果的潜力。

结论：甘露糖诱导的肠道微生物群的改变产生了对免疫疗法有反应的免疫刺激性肿瘤微环境，表明甘露糖可能是刺激免疫疗法敏感性的有效和安全的辅助方法。

Reference:

Zhang C, Wang Y Y, He M D, et al., Mannose enhances immunotherapy efficacy in ovarian cancer by modulating gut microbial metabolites[J]. Cancer Research, 2025. DOI:10.1158/0008-5472.CAN-24-3209.

甘露糖代谢重塑T细胞分化以增强抗肿瘤免疫

摘要：细胞代谢状态深刻地影响着T细胞的分化、持久性和抗肿瘤疗效。作者对T细胞的单细胞代谢分析发现，甘露糖代谢减弱是T细胞功能障碍的一个显著特征。相反，通过补充D-甘露糖，在过继转移的T细胞中增加/恢复甘露糖代谢可以增强抗肿瘤活性，并在体外和体内限制耗竭分化。在机制上，D-甘露糖处理诱导细胞内代谢编程，增加O-GlcNAc转移酶（OGT）介导的β-catenin的O-GlcNAc糖基化，从而保留Tcf7表达和表观遗传干性，从而促进T细胞中的干细胞样程序。此外，补充D-甘露糖的体外扩增产生具有干性特征的过继性干预的T细胞产物，即使经过广泛的长期扩增，也显示出增强的抗肿瘤功效。这些发现揭示了细胞内源性甘露糖代谢作为CD8+T细胞命运的生理调节因子，将增殖/扩增与分化解耦联，并强调了甘露糖调节在癌症免疫干预中的潜力。

结论：这些发现表明，通过体内给予D-甘露糖恢复甘露糖代谢可以增强肿瘤特异性TILs的干性和增殖潜能，并减少衰竭分化。研究结果强调了D-甘露糖对编程细胞内TCA代谢和保持T细胞表观遗传干性的深远影响。这些观察表明，D-甘露糖治疗可以作为一种潜在的有价值的策略来提高干预用T细胞扩增的质量，特别是如果体外重复刺激的持续时间可以被限制，这与临床上正在进行的大多数T细胞疗法是一样的，并且可以在体外产生保留干性的细胞和在体内具有优越的抗肿瘤活性。

体内口服D-甘露糖也具有潜在的益处，既可以直接阻碍肿瘤生长，又可以通过促进肿瘤细胞死亡和PD-L1降解来增强放疗和免疫干预的效果。此外，D-甘露糖减少化疗诱导的肠道损伤和ICB诱导的结肠炎，而不减弱抗肿瘤作用。由于近一半ICB治疗的患者会出现结肠炎相关的副作用，D-甘露糖在增强T细胞功能和缓解结肠炎方面的双重作用表明它可以提高免疫干预的有效性和安全性。

Reference:

Qiu Y, Su Y, Xie E, et al. Mannose metabolism reshapes T cell differentiation to enhance anti-tumor immunity[J]. Cancer Cell, 2025, 43(1): 103-121.e8. DOI:10.1016/j.ccell.2024.11.003.

D-甘露糖修饰的纳米脂质体增强卵清蛋白靶向递送，以提高其抗炎、抗氧化和巨噬细胞极化效应

摘要：本研究开发了D-甘露糖修饰的纳米脂质体（MLipo @ OVA），以促进卵清蛋白（OVA）向巨噬细胞的靶向递送。随后考察了OVA的抗炎、抗氧化和巨噬细胞极化作用。采用DSPE-PEG和DPPC设计纳米脂质体，以提高OVA的生物利用度和稳定性。体外分析显示，MLipo @ OVA显著增加巨噬细胞摄取，D-甘露糖进一步增强了这一作用。MLipo @ OVA主要通过抑制TLR4 / NF-κB通路降低LPS诱导的巨噬细胞中促炎因子（TNF-α , IL-1β）和增加抗炎因子IL-10水平。此外，ROS水平降低，SOD和GSH活性增强，Nrf2 / HO-1通路被激活，化合物表现出较强的抗氧化活性。MLipo @ OVA还通过上调CD206和Arg-1，下调iNOS促进M2型巨噬细胞极化。总的来说，这些结果表明MLipo@OVA可以作为一种纳米药物，以促进靶向抗炎和抗氧化效果。

结论：综上所述，本研究以OVA为模型抗原，成功构建了靶向巨噬细胞的D -甘露糖功能化纳米脂质体。OVA在纳米脂质体中的包封提高了其生物利用度，而甘露糖功能化使纳米脂质体能够将OVA特异性地递送到炎症部位。巨噬细胞摄取实验表明，D-甘露糖增强了巨噬细胞对OVA的内化效率。此外，MLipo@OVA通过下调促炎细胞因子、上调抗炎细胞因子和清除ROS缓解LPS诱导的巨噬细胞炎症。通过对TLR4 / NF-κB通路的调控，进一步证实了其对炎症的抑制作用。

此外，CD206和Arg-1的研究证实了MLipo@OVA在促进巨噬细胞从M1型向M2型极化中的作用。总的来说，这些发现表明MLipo@OVA作为一种纳米脂质体，具有抗炎、抗氧化和诱导巨噬细胞M2极化的特性。

Reference:

Liao J, Huang J, Chi X, et al. D-mannose-modified nanoliposomes enhance the targeted delivery of ovalbumin to improve its anti-inflammatory, antioxidant, and macrophage polarization effects[J]. Journal of Functional Foods, 2025, 124. DOI:10.1016/j.jff.2024.106653.

翻译/撰写：南伊（实习）

编辑：王佳红；责任编辑：孙勇

封面图片来源：图虫创意