一、研究背景
多糖是存在于自然界的一类醛糖和(或)酮糖,通过糖苷键连接在一起的线性或分支聚合物,具有抗肿瘤、免疫调节、抗凝血、降血糖和抗病毒等多种活性,其中以抗肿瘤活性最为瞩目。多糖药物作为一种免疫调节剂,在肿瘤的辅助治疗中具有毒副作用小、安全性高、抑瘤效果好等优点[1]。多糖发挥抗肿瘤活性的途径是多方面的,主要包括:1)抑制肿瘤细胞的生长;2)抑制肿瘤细胞蛋白质及核酸的合成;3)诱导肿瘤细胞凋亡;4)影响癌基因的表达;5)改变肿瘤细胞膜的生长特性等[2]。目前,在我国已投放市场的多糖药物主要有:香菇多糖注射液、猪苓多糖注射液、云芝多糖胶囊、黄芪多糖、云芝肝泰、灰树花胶囊等[3]。
多糖作为水溶性大分子不能直接跨膜传递引起生物效应,其免疫调节作用的发挥主要是通过与多种免疫细胞表面的受体结合,激活其下游信号从而活化免疫细胞,促进细胞因子的释放。目前发现的多糖受体大多属于模式识别受体 (pattern recognition receptors, PRRs),PRRs 特异地识别病原微生物进化中保守的抗原分子,即病原相关分子模式 (Pathogen-associated molecular patterns,PAMPs) [4]。多糖受体主要包括 Toll样受体(Toll-like receptors,TLRs)、甘露糖受体、Dectin-1、Dectin-2、清道夫受体、补体受体 3 (CR3)等[5]。此外,免疫细胞表面的一些辅助分子,如 CD14、CD19、CD21、CD79 等也参与了多糖的免疫激活作用[6-7]。鉴于多糖一级结构和空间结构的复杂性,且不同结构多糖的活性中心也各不相同,推测多糖的免疫受体应不止上述几种。随着分离纯化技术的不断提高,目前已从免疫细胞中纯化获得了若干个可与多糖结合的新蛋白分子,深化了人们对多糖受体多样性的认识,也拓展了多糖药物抗肿瘤治疗的理论基础。例如,Shao等人[8]通过亲和沉淀的方法从小鼠淋巴细胞和单核细胞中提取得到了两种可与灵芝多糖GLPS特异性结合的胞内蛋白,经鉴定为核糖体蛋白S7和bZIP增强子,表明多糖也有可能通过胞内受体发挥免疫调节作用。
目前,多糖通过 TLR 发挥免疫作用的研究较为深入,其中TLR2和TLR4在多糖类分子的免疫识别中具有重要的作用。例如,灵芝多糖通过TLR4直接激活巨噬细胞,并经蛋白激酶(PK)信号转导途径诱导 IL-1 beta; 的分泌[9];灵芝多糖对B细胞的激活则由TLR4 和 mIg 介导 [8]。 TLR4突变的C3 H/ HeJ 鼠巨噬细胞对黄芪多糖 APS 刺激无反应,TLR4 的单克隆抗体可抑制 APS 和巨噬细胞的结合,表明 APS 和 TLR4 存在直接作用[10]。
多糖作为免疫调节剂对巨噬细胞、B淋巴细胞的功能都有调控作用[8,10-11]。T淋巴细胞作为获得性免疫系统中重要的一员,具有多种生物学功能,如直接杀伤靶细胞,辅助或抑制B细胞产生抗体,对特异性抗原和促有丝分裂原的应答反应以及产生细胞因子等。T细胞的活化需要双信号,第一信号是由 TCR/CD3 与抗原提呈细胞(Antigen presenting cells, APCs)表面的 MHC-抗原肽复合物结合产生的特异性抗原刺激信号;第二信号是非特异性协同刺激信号,如 CD28/B7、CD154/CD40、CD2/CD58 等。TLR 亦广泛分布于 T 细胞的各个亚型,在这些细胞中 TLR 配体可在无 CD28 存在的条件下,为 T 细胞提供辅助刺激信号[12],协同 TCR 介导的第一信号直接参与对T细胞免疫应答的调控。Lu 等[13]发现云芝多糖通过 TLR2 激活 CD8 T 细胞及 NK 细胞而发挥抑制肿瘤生长的作用。
海洋真菌多糖 YCP 是本课题组从黄海深海淤泥的一株真菌(Phoma herbarum YS4108) 的菌丝体中提取纯化获得的结构新颖独特的具有显著抗肿瘤活性和免疫调节活性的多糖[14]。前期研究表明,YCP 对多种小鼠移植瘤如 heps、lewis、S180 的生长具有明显的抑制作用[15],还能显著促进体外巨噬细胞与淋巴细胞分泌多种细胞因子(IL-1beta;、TNF-alpha;、IFN-gamma;)[16-17],全面提高机体的细胞免疫和体液免疫功能[18]。进一步研究发现,YCP 通过结合 TLR 刺激巨噬细胞,表明 YCP 是一种有效的 TLR 激动剂[19]。
鉴于 TLR 在 T 细胞介导的细胞免疫中的作用及TLR2、TLR4[8-10]是多种多糖受体,我们推测 YCP 极有可能通过TLR2/4 提供T细胞免疫活化的辅助信号。但是,YCP 影响 T 细胞免疫应答的具体方式,如对 T 细胞增殖、活化、细胞因子分泌的影响,以及调控的分子机制尚不明确,有待展开进一步研究。同时,由于多糖本身的复杂性和多样性,对可能存在的TLR 之外的未知受体,也将进行初步的纯化与鉴定。
参考文献
[1] 王健, 龚兴国. 多糖的抗肿瘤及免疫调节研究进展[J]. 中国生化药物杂志. 2001, 22(1): 52-54.
