《Carbohydrate Polymers》：Characterization of a polysaccharide from Rhodobryum giganteum and its activation effects on TLR4/PI3K-Akt/IκBα pathway
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从药用苔藓Rhodobryum giganteum中分离出新型葡萄糖多糖RGP（29.8 kDa），其结构特征为α-1,6-葡萄糖苷主链并带有C-2乙酰化及α-1,4-葡萄糖侧链，通过激活TLR4/PI3K-Akt/IκBα通路增强巨噬细胞增殖、吞噬和炎症因子分泌，同时改善免疫抑制小鼠的免疫功能，分子模拟验证了多糖与TLR4/PI3K-Akt/IκBα复合物的结合稳定性。
Jia-Mei Geng|Pei-Feng Zhu|Lu-Shuang Xu|Ji-Lai Liu|Zheng-Qing Yang|Zhu-Ya Yang|Qiong Jin|Lu Liu
中国云南省中医学院云南云中医养健康研究所，昆明，650500
摘要
药用苔类植物Rhodobryum giganteum富含多糖，但其结构和生物功能特性尚未得到充分研究。在本研究中，从R. giganteum中分离并鉴定出一种新型的富含葡萄糖的多糖成分（命名为RGP，分子量为29.8 kDa）。结构分析显示，该多糖具有独特的α-1,6-连接葡萄糖链骨架，C-2位点被乙酰化，侧链由→4)-α-d-葡吡喃糖-(1→)单元和末端α-d-葡吡喃糖单元组成。RGP能够显著促进RAW264.7细胞中的增殖、吞噬作用以及通过TLR4/PI3K-Akt/IκBα通路分泌细胞因子（TNF-α、IL-6）。在免疫抑制小鼠体内，RGP能够恢复免疫功能，表现为器官指标改善、血清免疫球蛋白（IgA、IgG、IgM）水平升高以及脾脏损伤减轻。分子对接分析表明，RGP通过其葡萄糖链与TLR4/PI3K-Akt/IκBα复合物的疏水口袋结合，动力学模拟也证实了这种相互作用的稳定性。这些发现揭示了苔类多糖的生物活性，并提示RGP具有潜在的免疫调节作用。
引言
全球免疫相关疾病的负担持续增加，过去十年中自身免疫性疾病的发病率上升了约40%，目前约有10%的人口受到免疫缺陷疾病的影响（Cao等人，2023；Jung & Kim，2022）。尽管在自身免疫性疾病的治疗方面取得了显著进展，但这些疾病仍然对健康和经济造成巨大负担（Goswami等人，2022；Scherlinger等人，2020）。同时，这些药物干预措施可能引发药物耐药性，并对肝脏、肾脏和神经系统产生潜在毒性风险（Guo等人，2025；Jing等人，2022）。这一令人担忧的趋势促使人们寻求更安全、更有效的免疫调节策略。
来自传统医学的生物活性化合物，尤其是具有独特作用机制的天然多糖，因其低毒性和多靶点效应而成为免疫调节的潜在候选物质（Guo等人，2025；Sun等人，2025；Zhang, Sun等人，2025）。多糖复杂的结构特征——包括聚合度、糖单元的组成和序列、分支模式以及高级构象——直接影响其生物活性（Shi等人，2023）。由于这种结构复杂性，多糖结构与其药理作用机制之间的详细关系尚未完全阐明。分子对接和分子动力学模拟为在分子水平上解析多糖结构及其与蛋白质的相互作用提供了有力工具（Jin等人，2025；Yang等人，2024）。因此，多糖的结构表征及其免疫调节药理活性的研究成为当前的研究热点（Sun等人，2025）。
尽管人们对植物来源的多糖越来越感兴趣，但苔类植物（一类进化上古老的非维管植物）作为生物活性多糖的来源仍大多未被探索（Ligrone等人，2002；Matsunaga等人，2004）。Rhodobryum giganteum是一种在中国传统上用于药用的苔类植物，因其含有丰富的植物化学物质（包括多糖、黄酮类、三萜类和生物碱）而受到关注（Jinru & Lu，2022）。其在免疫系统、心血管系统和内分泌系统中的药理作用使其成为药物发现的有希望的候选对象（Xiaoling & Zhide，2023）。然而，目前关于其多糖的研究较少，其潜在的免疫调节特性也未得到系统研究。
本研究重点是从R. giganteum中提取和鉴定均质多糖，并利用色谱和光谱技术阐明其结构特征。进一步通过细胞和动物模型研究了这些多糖的免疫调节活性。最后，通过分子对接和分子动力学模拟验证了多糖与关键靶蛋白之间的相互作用稳定性。通过探索这些化合物发挥免疫调节作用的分子机制，本研究旨在为这些多糖的有效利用和功能性产品的创新提供重要理论依据。
试剂和材料
R. giganteum植株购自中国昆明的中药市场，并由云南中医学院的Zhu-Ya Yang教授进行鉴定。DEAE Sepharose Fast Flow和Sephadex G-75购自北京Solaibao科技有限公司。使用了11种单糖标准品，包括D-岩藻糖（Fuc）、L-鼠李糖（Rha）、D-葡萄糖胺（GlcN）、D-半乳糖胺（GalN）、D-阿拉伯糖（Ara）、D-半乳糖（Gal）、d-葡萄糖（Glc）、D-木糖（Xyl）等。
多糖的分离与纯化
将样品重新溶解于蒸馏水中并过滤（0.45 μm）后，使用DEAE Sepharose Fast Flow柱（3.6 × 30 cm）在5 mL/min的流速下，通过逐步增加的NaCl梯度（0、0.2和0.4 mol/L）进行纯化。0.2 mol/L NaCl梯度下的组分（试管100–130，图1A和图S1）具有最高的产率（13.9 ± 1.33%），随后进一步用Sephadex G-75纯化，得到糖含量为89.78 ± 1.42%的多糖组分（试管33–43，标记为RGP，图1B）。
讨论与展望
本研究从R. giganteum中分离出一种均质多糖（RGP）。通过GC–MS和NMR分析发现，其骨架主要由→6)-α-D-Glcp-(1→)连接组成。体外和体内实验均表明，RGP通过激活TLR4/PI3K-Akt/IκBα信号通路表现出显著的免疫调节作用，这一机制与其独特的结构特征相关。这些发现为...
结论
通过依次使用乙醇沉淀、DEAE层析和凝胶过滤层析，成功从R. giganteum中分离出一种均质多糖RGP（分子量：29.8 kDa）。FT-IR、GC–MS和NMR的结构分析表明，RGP主要由葡萄糖组成，其骨架为→6)-α-D-Glcp-(1→)残基，伴有→4)-α-D-Glcp-(1→)连接和末端α-D-Glcp侧链。功能研究表明，RGP能够激活TLR4/PI3K-Akt/IκBα通路。
CRediT作者贡献声明
Jia-Mei Geng：撰写初稿、数据可视化、软件使用、方法设计、实验实施、数据分析、概念构思。Pei-Feng Zhu：结果验证、实验监督、资源提供。Lu-Shuang Xu：结果验证、实验监督、资源提供。Ji-Lai Liu：结果验证、实验监督、资源提供。Zheng-Qing Yang：数据分析。Zhu-Ya Yang：数据分析。Qiong Jin：撰写修订稿、数据可视化、数据分析。Lu Liu：数据可视化、实验监督、资源提供、项目管理。
未引用的参考文献
Aldapa-Vega, Pastelín-Palacios, Isibasi, Moreno-Eutimio和López-Macías, 2016
Chen等人，2024
Feng等人，2025
Garcia-Vello等人，2020
Lan等人，2021
Qian等人，2026
Si等人，2025
Wu等人，2022
Yue等人，2024
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
本工作得到了云南省科技厅重大科技专项（项目编号：202202AA100009）、云南省科技厅重大科技专项（项目编号：202302AA310006）、国家中医药管理局傣医药重点学科以及中医药科学开放共享公共科技服务平台的财政支持。
