褐藻胶寡糖生物活性的研究进展

肖影

摘 要：低分子量的褐藻胶寡糖水溶性强，安全稳定，在抗肿瘤、神经保护、免疫调节、抗凝血、抗菌、植物生理调节等方面均发挥功效，应用价值高，前景广阔。

关键词：褐藻胶寡糖；生物活性；应用

从海带、巨藻、马尾藻等的细胞壁中可以提取出一类名为褐藻胶的高聚合度的直链酸性多糖，利用其理化和生化特性制成的生物材料在医药、农业、化工等领域有广泛的应用，但褐藻胶的相对分子质量大，粘度大，水溶性较低，导致其应用有一定的局限性，因此常用酶或化学方法降解制备成低分子质量的褐藻胶寡糖，溶解性强、易吸收、安全无毒，拓宽了其应用范围。近年对褐藻胶寡糖的研究日益增多，发现其在人类疾病、植物生长、抑菌等多方面都具有生物活性，研究价值高，应用前景广阔[1][2]。

1 褐藻胶寡糖在医药领域的生物活性

1.1 抗肿瘤

2003年Iwamoto等[3]的研究报道称通过酶解获得的褐藻胶寡糖与人白血病细胞U-937一同培养，发现褐藻胶寡糖能够抑制U-937细胞的生长并诱导其凋亡。2004年Hu等[4]用酶解获得的褐藻胶寡糖及硫酸化衍生物进行了小鼠体内实验，发现其具有抗肿瘤的生物活性。研究表明，褐藻胶寡糖发挥抗肿瘤活性并不是直接对细胞产生毒性，而是通过激活和促进机体免疫系统的抵御功能来实现，这一优点相较常规的抗肿瘤药物，使得癌症患者在使用药物后产生的毒副作用大大降低，提高了患者的生活质量。

1.2 神经保护

早在2001年，陈 等[5]实验证明褐藻多糖GS201对体外培养的脑神经细胞有营养作用，2011年Tusi等通过体内和体外实验证明了褐藻胶寡糖AOS能够降低Bcl-2表达从而抑制H2O2诱导的caspase-3的凋亡通路，对神经元损伤产生保护作用。此类研究能够为褐藻胶寡糖应用到神经元损伤产生的疾病的临床治疗提高依据。且褐藻胶寡糖的抗氧化作用也能够应用到功能食品开发等其他领域。

1.3 免疫调节

除前文提及褐藻胶寡糖可以激活机体免疫系统来抗肿瘤，褐藻胶寡糖还可以促进分泌多种细胞因子从而调节机体免疫系统。如1991年Otterlei等就已经报道褐藻胶寡糖能够诱导人的单核细胞产生TNF-α和白介素。2007年Yoshiko等[8]研究证明褐藻胶寡糖对肿瘤坏死因子，粒细胞集落刺激因子，单核细胞引诱蛋白-1（MCP- 1），趋化因子 RANTES，巨噬细胞等均有诱导作用。

1.4 抗凝血和抗菌

临床上使用广泛的抗凝血剂肝素易产生副作用，有一定局限性，而研究表明临床使用的某些类肝素硫酸寡糖不仅生物活性没有降低，而副作用却能够降低。褐藻寡糖衍生物也具有抗凝、毒副作用小的优点，药物开发前景好。

Chen等研究证明在体外培养中褐藻胶寡糖对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌以及3种水产致病菌均有抑制作用。故褐藻胶寡糖对防治人类和动植物的病菌感染有一定作用。

2 褐藻胶寡糖在农业领域的生物活性

很多研究表明褐藻胶寡糖对植物的生理调节有三种作用，分别是促进植物生长、诱导植物抗性反应以及抑制植物病原菌。2000年Guyen等报道褐藻胶寡糖促进水稻和花生的生长，同年Iwasaki 等报道褐藻胶寡糖促进莴苣根系生长。2010年有研究表明褐藻胶寡糖可作为激发子诱导植物的自我防御。2009年Liu等实验结果表明褐藻寡糖能够增强番茄的抗干旱能力，番茄幼苗置于0.2%的褐藻胶寡糖溶液中，电解质渗漏减弱，脱落酸和总可溶性糖量增加，氧化酶活性增强。An等的实验研究制备的褐藻胶寡糖刺激大豆子叶积累抗毒素，并抑制铜绿色假单胞杆菌。铜绿色假单胞杆菌如果在人体身上感染，可诱发菌血症和败血症，甚至死亡。褐藻胶寡糖对植物生理调节的多样化使得其在农业上更值得推广，而其对某些病原菌的抑制作用，无论是应用在植物中还是人类疾病中，都有开发潜力。

3 褐藻胶寡糖的应用

依据褐藻胶寡糖在植物中表现的生物活性，已经有用褐藻胶寡糖制成的饲料添加剂、农药化肥制品等产品投入到动植物、水产养殖产业中，以达到促生长、抑制菌等功能。褐藻胶寡糖还能够与一些其他物质协同作用，提高固有功能。如Li等的实验结果显示褐藻胶寡糖可以促进双歧杆菌增殖，而双歧杆菌能够改善人体肠道的微生物菌群平衡的功能已经应用到多种食品开发中，如果二者能够协同作用，将会有更大的经济效益。

4 结束语

多年的研究已经证实褐藻胶寡糖在动植物、微生物中的多重调节作用，结合其本身易吸收、安全无毒的优点，已经利用其许多生物学活性开发出相适宜的产品和制剂，并得到广泛应用和推广。褐藻胶来源丰富，褐藻胶寡糖的制备工艺也较成熟，使得褐藻胶寡糖的应用更加方便、低成本。但对于褐藻胶寡糖的许多生物学活性的机理还不是完全了解，且制备褐藻胶寡糖的工艺流程还有改善的空间，包括对褐藻胶寡糖的化学结构的修饰也许也能够发现更多的更不一样的生物活性。相信随着褐藻胶寡糖的多种生物活性的揭示，会有更多的人来关注、研究以及开发，褐藻胶寡糖的潜在价值将被发掘，得到更多的应用，为人类的生活和生产提供帮助。

参考文献

[1]杨克宝，李春霞，王坤，等.褐藻胶寡糖甘露糖醛酸二糖的合成[J].中国海洋药物，2012，31（6）：122-126.

[2]周绪霞，徐 ，丁玉庭. 酶解制备褐藻胶寡糖及其产物的抗氧化活性分析[J]. 食品与发酵工业，2014，40（2）：116-120.

[3]Yoshiko Iwamoto，Xu Xu，Tadashi Tamura，et al. Enzymatically depolymerized alginate oligomers that cause cytotoxic cytodine production in human mononuclear cells [J]. Biosci Biotech Biochem，2003，67（ 2） ： 258-263.

[4]Hu Xiaoke，Jiang Xiaolu，et al. Antitumour activities of alginate- derived oligosaccharides and their sulphated substitution derivatives [J].European Journal of Phycology，2004，39（1）：67- 71.

[5]陈 ，耿美玉，等.褐藻多糖GS201对脑神经细胞生存的影响[J].中国海洋物，2001，79（1）：20-23.endprint