黄芪多糖活性的研究进展

王丞 姚坪 陈惠丽

摘要：黄芪多糖是中药黄芪的主要活性物质，通过黄芪根茎萃取、提纯得到。黄芪多糖成分多样，由己糖醛酸、果糖、鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖醛酸和葡糖醛酸等组成，颜色棕黄，粉末状，味微甜。当前黄芪多糖已广泛应用于畜禽生产中，但由于黄芪多糖活性功能多样，其实际应用有待深入研究和发掘。本文对黄芪多糖活性的研究进行梳理汇总，为黄芪多糖在畜禽行业的应用提供帮助。

关键词：黄芪多糖；活性

黄芪是一种中医上常用的补气类中药，具有甘温补升、益气固表、生举清阳、利水消肿等功效，入脾、肺经。黄芪多糖（astragalus polysaccharide，APS）中的多糖类、皂苷类、黄酮类等活性成分，具有增强机体免疫力、保护器官等作用，还具有抗氧化、抗病毒、抗细菌、造血等活性，在生产上可以调节肠道益生菌、提升屠宰性能、避免应激反应等，常用于饲料添加剂、微生物发酵、疫苗佐剂、精液冷冻、抗生素配伍等。

1 黄芪多糖活性概述

1.1 抗氧化活性

黄芪多糖的抗氧化活性，功能全面、安全无毒，而且其抗氧化活性对各种动物和各类器官均能产生明显功效。APS主要通过增强体内抗氧化酶的活性，来产生抗氧化作用，其效果往往与APS的浓度呈正比。比如，在对淇河鲫的研究中，用APS投喂后，其肝脏中SOD、CAT、GPx活性显著增加，MDA降低，淇河鲫的抗氧化性能增强[1]。

APS具有抗衰老作用，APS可显著延缓秀丽线虫[2]、果蝇[3]、大鼠[4]等多种动物的衰老，其主要机制是APS抑制了骨髓间充质干细胞的凋亡和衰老，减少了线粒体ROS5以及促进抗氧化基因dFOXO和4E-BP的表达，激活IGF-1信号通路实现抗衰老活性[5]。黄芪甲苷（AS-IV）还可以通过干预机体氨基酸代谢、能量代谢等发挥延缓秀丽隐杆线虫衰老的作用[6]。

此外，APS的氧化性能够有效减轻替米考星对动物心血管系统的毒性，实验表明小鼠在摄入APS后，通过其抗氧化和抗应激作用提升了SOD和GPx活性，显著抑制了心跳过速和收缩力减弱的情况[7]。

1.2 抗病毒活性

APS的抗病毒机制主要可分为以下两类：①通过降低TLR4/MAPK/NF-κB信号通路的表达来实现其抗病毒作用[8]；②通过抑制内质网应激来抑制病毒感染[9]。还可以通过下调细胞因子IL-1β、IL-6、IL-8和TNF-α的mRNA水平，对病毒复制起到抑制作用，例如通过对小鼠鼻腔滴注APS溶液可以显著抑制小鼠肺部合胞病毒滴度[8]。

1.3 抗菌活性

APS可作为“替抗”药物使用，在畜禽养殖上具有重要的应用价值。APS能够促进巨噬细胞活化，增强其吞噬和杀伤细菌的能力，其机制主要是通过提升IFN-γ的分泌来刺激巨噬细胞分泌TNF-α、NO、IL-12，参与抗菌免疫应答，但高浓度的APS对巨噬细胞的吞噬作用会出现反作用。例如，对感染布鲁氏菌S2的小鼠灌服APS，APS促进了小鼠脾脏巨噬细胞对S2的摄取，在充分激活巨噬细胞后，布鲁菌S2株死亡速度加快，但高浓度APS会使这个过程速度降低，在体外对腹腔巨噬细胞的研究中也发现TNF-α的表达水平在APS浓度为0.1 mg/mL时TNF-α含量最高，在0.2 mg/mL浓度反而下降[10]。

1.4 抗炎活性

APS具有广泛的抗炎活性，能够影响多种抗炎通路。主要是通过清除氧自由基，阻断NF-κBP65信号通路的激活，来减少各种炎症标记物的表达[11]。APS联合布洛芬使用能够显著减轻炎症部位的病理变化，对于抑制促炎细胞因子的释放更加明显，起到了更好的抗炎效果，其机制可能与胆碱能抗炎通路的激活有关[12]；APS减轻DSS诱导的小鼠溃疡性结肠炎的炎症反应，可能与其激活APN信号通路有关[13]；APS调节肠梗阻大鼠的PI3K-Akt信号通路，起到了明显抑制炎症反应的作用[14]；在放射性皮炎小鼠模型中，APS能改善皮肤组织中炎症细胞浸润，降低TNF-α、IL-6表达水平提高创面愈合率[15]；APS通过抑制TLR4/NF-κB通路减轻COPD大鼠炎性反应[16]；APS可通过调节TLR2、TLR4及TLR15mRNA水平，降低脂多糖诱导损伤产生的过度炎症反应[17]。

此外，对于重度烧伤患者，APS可以减少促炎因子IL-1、IL-6、IL-8及TNF-α的产生，促进抗炎因子IL-10释放，对于烧伤具有良好的调理作用[18]。

1.5 免疫调节活性

APS免疫调节功能是其重要药理作用之一，它主要通过影响免疫器官、免疫细胞和免疫分子来调节免疫功能。APS能促进脾脏、法氏囊、胸腺等免疫器官的发育，并改善其形态，例如，对雏鸡进行新城疫（ND）疫苗免疫，联用APS时，脾脏、法氏囊、胸腺的指数都有显著上升[19]。APS能够通过调节淋巴细胞和免疫细胞来发挥作用，比如调节抗炎和致炎免疫细胞的比例、细胞因子的含量等，高浓度的APS能显著增加CD25+L、TGF-β+L的CD4+LT细胞亚群的比例，下调IL-12+L的CD4+LT细胞的表达，低浓度的APS可以提升M2型巨噬细胞CD206的表达，使脾细胞中IL-10分泌增高，IL-12分泌降低[20]。有研究发现，黄芪多糖-超顺磁性氧化铁纳米复合物APS-SPIONs在体外可有效诱导RAW264.7向M1型极化，提高了巨噬细胞对肝癌细胞的杀伤能力[21]。此外，APS还通过TLR4介导的髓样分化因子（MyD88）通路促进了树突状细胞CD80和CD86的表达以及IL-12的分泌，有助于T细胞的分化、成熟[22]。

APS对免疫分子的影响主要包括免疫信号转导、免疫球蛋白（Ig）分泌和细胞因子释放。一方面，APS可激活相应信号通路，例如，APS通过TLR4/MyD88/NF-κB信号通路调节细胞外泌体发挥抗炎作用，改善了炎症微环境[23]。另一方面，APS对免疫球蛋白的调节作用主要是通过IgA、IgG和IgM实现的，例如APS能提高肉鸡免疫反应能力，饲喂APS的肉鸡其血清IgA、IgM和IgG的水平较高[24]；给长江鲟幼鱼灌服APS，其血清中IgG、IgM含量上升，免疫功能增强[25]。此外，APS还能促进细胞因子的产生，增强免疫力。用APS治疗DSS诱导的小鼠结肠炎，发现促炎因子IFN-γ、IL-2、IL-4、IL-7、IL-17A的表达水平显著降低，抗炎因子IL-10、TGF-β1表达水平显著升高[26]。

1.6 保肝活性

APS还是一种保肝药物。对于重金属中毒，如灌服APS的镉染毒大鼠，其尿液、肝肾中镉蓄积明显降低，肝肾细胞损伤减轻、炎性细胞浸润减少，肝肾组织功能都有明显改善[27]，其机制可能是APS通过促使肝脏通过下调Bax，上调Bcl-2来抑制肝细胞凋亡[28]。对于对乙酰氨基酚使用过量而导致的药物性肝损伤，APS可以通过抑制MAPK信号通路、激活Nrf-2和LC3信号通路，缓解肝损伤[29]。在动物生产中，霉菌毒素中毒是造成肝损伤的重要因素，APS可以有效减轻赭曲霉毒素引起的鸡肝脏损伤，其机制是通过抑制MAPK、iNOS、COX-2、Casepase-3、Bax信号通路拮抗赭曲霉毒素诱导的氧化损伤[30]。有研究发现，五味子多糖和APS协同使用，可大幅提高保肝作用。将五味子和黄芪混合多糖按照料液比1∶45进行组合，可以提高肝组织中GSH含量，显著降低MDA和TG含量，血清ALT和AST水平明显降低，对小鼠的急性肝损伤起到了保护作用[31]。APS还可以减轻肝脏脂滴和血脂水平，避免脂肪在肝脏中的堆积，其机制可能与Nrf2/HO-1信号通路的激活有关[32]。此外，APS可以调节菌群代谢作用产生乙酸，而乙酸可以抑制肝脏中脂肪的生成，降低肝脂肪变性的程度[33]。

1.7 抗纤维化活性

APS对肺、肝、心、肾等重要器官的纤维化均具有良好的作用。对于四氯化碳CCl4诱导的大鼠肝纤维化，APS可以调节TGF-β1/Smads信号通路，降低肝组织中TGF-β1、Smad3、Smad4的表达量，增高Smad7表达量[34]。APS和莪术油共用能通过影响LSECs细胞的开窗和杨氏模量来发挥抗肝纤维化的作用，推测可能是通过调控黏着斑、PI3K-Akt、ECM-受体相互作用等信号通路及ITGBL1、SPP1、LAMC2等数个靶基因发挥抑制肝纤维化的作用[35]。

1.8 神经保护活性

APS对多种神经细胞相关的疾病有一定的治疗作用。例如，APS可有效抑制高眼压大鼠模型的视网膜神经节细胞的凋亡，缓解了视网膜组织的病变，其作用机制可能与PI3K/AKT通路信号转导受到抑制有关[36]。APS还能够改善阿尔茨海默病大鼠认知功能，减轻海马组织病理损伤，抑制神经元凋亡且呈现水平依赖性，其机制可能与Cyt-C及caspase-3/9信号通路受到抑制有关[37]。此外，APS可以抑制Wnt/β-catenin和Notch信号通路显著优化人脐带间充质干细胞向神经干细胞转化[38]。

1.9 补血活性

在体外试验中，APS可以显著促进HepG2细胞分泌促红细胞生成素（EPO）[39]。APS可以直接上调FOS的表达，保护造血干细胞的造血功能[40]。APS-铁复合物是一种多功能铁补充剂，为机体快速补充铁元素[41]，也可以显著提高贫血小鼠的红细胞数、血红蛋白、血清铁及血清铁蛋白含量[42]。APS具有补血活性的机制可能是APS促进了造血干细胞的增殖，通过修复损伤大鼠的脾脏、胸腺、股骨形态，恢复造血功能，同时抑制脾脏CXCL12/CXCR4通路和JAK2/STAT3通路，下调脾脏中相关凋亡蛋白Caspase-3/Cleaved-caspase-3的表达，起到了保护造血干细胞的作用[43]。

2 结论和展望

当前酶辅助提取黄芪粗多糖的方法已取得很大进步，这相对于传统的提取方式而言，其活性效率和生产效能的表现更加优异，也预示着APS将在畜禽生产上发挥出更多的作用，因此APS活性功能的适用场景和实际效果值得继续探索。

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