药用石斛多糖药理活性及化学结构研究进展

摘要：对有关药用石斛多糖的文献进行整理和分析，对药用石斛多糖药理活性及化学结构的研究进展进行概述，以期为药用石斛资源的充分有效利用提供参考。已有的研究表明，药用石斛多糖具有显著的调节机体免疫力、抗肿瘤、抗氧化、降血糖和抗白内障的作用，并且金钗石斛、铁皮石斛、霍山石斛以及兜唇石斛的部分多糖的化学结构已经被鉴定，但 关于药用石斛多糖的药理活性机制仍不清楚，用于药理活性研究的多糖主要是粗多糖，阐明药用石斛多糖药理活性与化 学结构之间的构效关系是今后研究的重点。

关键词：药用石斛； 多糖； 药理活性； 化学结构

石斛是我国传统名贵中药材，为兰科(Orchidaceae)石斛属 (Dendrobimn)植物新鲜或干燥茎的统称，我国76种石斛中约有 40种为药用石斛，传统中医常将其用于滋阴清热、生津益胃、止 咳润肺、清音明目，在临床中应用相当广泛“。化学成分分析显 示，药用石斛所含的化学成分类型多样，除生物碱、菲类、联苄类、 芴酮类、倍半萜类、香豆素、甾体及挥发油外，多糖也是一种重要 的化学成分，含量在3％～30％之间。现代药理研究表明，药用石斛多糖具有多种药理功效，可调节机体免疫力、抗肿瘤、抗氧 化、降血糖和抗白内障等。本文就国内外对药用石斛多糖药理活性及化学结构研究作一综述。

1药理活性

1．1 免疫调节活性多糖类成分是药用石斛发挥免疫活性作用 的重要物质基础。兜唇石斛多糖可以提高抗体细胞数，促进T细胞和B细胞增殖速度，具有免疫增强作用；铁皮石斛多糖能显著 提升外周白细胞数，促进淋巴细胞产生移动抑制因子，可有效提 升环磷酰胺免疫低下小鼠的免疫力；细茎石斛酸性多糖DMP4a 一1能够促进小鼠巨噬细胞分泌TNF一α，对小鼠脾淋巴细胞体外增殖具有促进作用。。宋宁等证明球花石斛多糖能增强巨噬细胞的吞噬能力、加速碳粒的清除，刺激B淋巴细胞增殖作用显著。本课题组和Hsieh等研究均表明霍山石斛水溶性多糖可上调小鼠脾淋巴细胞表达TNF一α和IFN一α，具有免疫调节和免疫增强作用。研究还发现金钗石斛多糖可改善小鼠腹腔巨噬细胞的吞噬作用，抗炎作用明显，对环孢素A诱导的大鼠肝损伤具有防治作用。且不同分子量的多糖具有不同的免疫 调节活性。

1．2抗肿瘤活性已有研究表明，铁皮石斛原球茎多糖DCPPla 一1可显著提高胸腺和脾指数，对肝癌小鼠有一定的抑瘤作用铁皮石斛多糖还能显著抑制实体瘤的增殖，并能 和rlL一2协同增强CB—LAK和PB—LAK杀伤肿瘤细胞。罗傲雪等分别以体外和体内实验证明，迭鞘石斛多糖是一种极具潜力的抗肿瘤天然药物，体外可显著抑制SMMC一7721细胞增 殖，体内可有效增强荷瘤小鼠血清中SOD活力，降低MDA含量Wang等。研究了金钗石斛9个多糖组分的体外和体内抗肿瘤活性，表明DNP—W1和DNP—W3在动物体内对S一180肿瘤细胞表现了较高的抑制性，在体外则对HL一60增殖表现出较强的抗性，说明DNP—W1和DNP—W3可以作为一种有效的天然抗肿瘤药物资源。

1．3 抗氧化作用

本课题组研究证明霍山石斛多糖和铁皮石斛多糖均有抗氧化活性，但前者的抗氧化能力显著强于后者，且抗氧化能力与多糖相对分子量大小有关。何铁光等研究表明，铁皮石斛原球茎多糖能有效清除·OH和O2一·，抑制小鼠肝线粒体MDA的生成，其抗氧化活性呈现量效关系，并且总多糖 的抗氧化活性大于其分级纯化的多糖组分。熊丽萍等研 究结果显示，在不同的自由基体系下铁皮石斛多糖的抗氧化作用 不同，有清除作用，也有促进氧化作用。Luo和Fan等也 分别报道金钗石斛多糖和迭鞘石斛多糖具有抗氧化活性。

1．4降血糖作用

现代医学研究表明，药用石斛多糖可对抗糖尿病模型动物的血糖升高。细茎石斛、铁皮石斛和金钗石斛多糖对肾上腺素所致高血糖有显著的降血糖作用。罗傲霜、Zhao等采用尾静脉注射四氧嘧啶建立高血糖动物模型，研究结果同样证明迭鞘石斛和鼓槌石斛多糖降血糖作用明显，空腹血糖实验和糖耐量实验表明迭鞘石斛多糖可能具有改善受损伤细胞功能或降低机体对胰岛素拮抗的作用，对胰岛细胞具有较强的修复能力。

1．5抗白内障作用

药用石斛是一类明目的传统中药材，早在《神农本草经》中就有记载。魏小勇等。研究表明金钗石斛多糖有一定的抗白内障功效。本课题组通过建立链脲佐菌素高血糖白内障动物模型，发现霍山石斛多糖可通过下调一氧化氮合酶基因表达和上调谷胱甘肽家族抗氧化酶活性两方面协同抑制晶状体蛋白的糖基化交联变性，抑制晶状体的浑浊程度，达到抗白内障的功效。此研究初步探明了霍山石斛多糖的抗白内障机制，在一定程度上为阐明药用石斛多糖结构与抗白内障活性之间的构效关系奠定了基础。

2化学结构

多糖的化学结构包括单糖残基组成、单糖残基排列顺序、异头碳构型、相邻糖残基连接方式、糖链分支等，以及由此形成的空间结构，它是多糖发挥药理活性的基础。近年来，药用石斛多糖的提取分离报道较多，主要是水提醇沉法，即脱脂一去低聚糖一水提一浓缩一醇沉一 离心一脱蛋白一脱色一冷冻干燥，获得的多糖 组分的分子量分布从几千至上百万不等等，部分多糖进行了纯化和化学结构的鉴定。

2．1分子量分布和单糖组成

Luo等从金钗石斛粗多糖中分离出4个组分，它们的分子量分别为136 KD、27．7 KD、11．8 KD和11．4 KD，单糖组成分析表明这4个组分都主要包含 甘露糖、葡萄糖、半乳糖和少量的鼠李糖、阿拉伯糖和木糖。铁皮石斛多糖的分子量分布在 50～1 000 KD之间，铁皮石斛3种多糖的分子量分别为120 KD、500 KD和1000 KD，兜唇石斛3个均一组分多糖的分子量分别为86．3KD、 61．5KD和43．1KD。表1是近5年来不同石斛均一多糖的分子量分布和单糖组成研究总结， 可以发现一种石斛多糖往往由几个不同分子量 范围的组分构成，且同种石斛不同分子量均一组分的单糖组成也不相同，药用石斛多糖的单 糖组成常见的有葡萄糖、甘露糖、半乳糖和木糖，不同种质石斛多糖问会出现单糖组成相同的情况，但摩尔比相差极大。

2．2单糖排列次序及糖苷键连接方式

铁皮石 斛3种多糖均为0一乙酰葡萄甘露聚糖，主链由几个13一(1—3)一D一甘露吡喃糖基和一个 B一(1—4)一D一葡萄吡喃糖基重复构成，均一 组分多糖具有13一吡喃糖苷键，分子中含l一6 糖苷键、1—2／l一4糖苷键和1—3糖苷键，化学方法和NMR分析给出了均一多糖的精细重复单元，主链为1—4连接的D型13吡喃甘露糖，支链末端带有小部分的呋喃阿拉伯糖，分析推测出此多糖的可能结构如图1。

本课题组最先开展了霍山石斛粗多糖的分离纯化和结构表征工作，从粗多糖 中分离纯化出一种具有免疫活性的单一多糖DHP—WI，含有6个重复单元(图 2)剐。随后，Hsiehl3等又从霍山石斛细胞壁中分离出一种均一性免疫活性多糖 Fra．B。化学结构见图3。

本课题组还对金钗石斛多糖进行了系统的分离纯化和结构鉴定，从粗多糖中 分离出7个均一组分，其中DNP—W2主链组成为(1—4)一13一D—Glep、(1—岖)一 B—D—Clcp和(1—4)一13一D—Manp，支链为d—D—Galp，DNP—W3含有 Gal、Rha和Ara，各单糖残基的连接方式如图4。DNP—W5为果胶类多糖，结构 分析表明其主链含有—4)一仅一GalAp一(1—2)一d—Rhap一(1一重复结构，支链 含有半乳糖残基、葡萄糖残基、甘露糖残基和木糖残基。Luo等还从金钗石 斛水提粗多糖中分离出1个新的均一多糖DNP，它是由Rha、Ara、Xyl、Man、Glc和 Gal组成。其结构如图5。

3展望

尽管药用石斛多糖的药理活性及化学结构研究取得了许多进展，但在药理活性研究方面，所使用多糖主要是粗多糖，多糖的活性评价基本是常规的药理指标，关于药用石斛多糖活性作用机理的研究还不多；在化学结构研究方面，很多具有药理活性的多糖组分，其化学结构尚未明确，除金钗石斛、铁皮石斛和鼓槌石斛外，2010版《中华人民共和国药典》中的其他石斛的多糖结构研究还没见报道，而且，多糖的化学结构研究仅局限于一级结构层次上，无论是一级结构还是高级结构与药理活性的关系还处于探索阶段。因此，未来的研究应注重两方面工作：一是加强药用石斛多糖的分离纯化，用均一的单一组分多糖进行药理活性和作用 机理研究；二是加强药用石斛多糖的化学结构研究，并在一级结构和高级结构层次上开展药用石斛多糖的构效关系研究，以期为药用石斛多糖的开发应用奠定基础。