中草药苍术纤维根多糖ACFP-1的结构解析及其通过激活自噬与调控氧化应激的抗氧化抗衰老机制研究

本研究针对天然抗氧化剂开发需求，从苍术（Atractylodes chinensis）纤维根中分离纯化得到3.7 kDa新型菊粉型果聚糖ACFP-1。通过甲基化分析和NMR技术解析其独特结构特征：主链为→1)-β-Fruf-(2→1)-β-Fruf-(2→连接型，侧链含α-Araf-(1→5)-α-Araf-(1→连接型。体外（HaCaT细胞）和体内（AB型斑马鱼）实验证实，ACFP-1能显著抑制ROS生成，降低β-半乳糖苷酶阳性率，下调p53/p21蛋白表达，并通过恢复氧化应激诱导的自噬抑制（上调LC3II、抑制p62），展现多靶点抗氧化、抗衰老活性。该研究为开发基于植物副产物的天然抗氧化剂提供了结构-功能理论基础。

　　

研究背景与意义
在现代社会，氧化应激如同潜伏的"细胞杀手"，当活性氧(ROS)与抗氧化防御系统失衡时，会加速衰老并诱发糖尿病、癌症等重大疾病。虽然合成抗氧化剂如BHA/BHT广泛应用，但其致癌风险令人担忧。自然界中，多糖因其安全性和多靶点特性成为研究热点，但中草药苍术纤维根——这个传统药材加工中的"废弃物"，其多糖资源却长期被忽视。更关键的是，自噬作为氧化应激的下游调控机制，能否介导多糖的抗氧化效应仍是未解之谜。

为解决这些问题，来自黑龙江省的研究团队在《Bioorganic Chemistry》发表研究，首次从苍术纤维根中提取出3.7 kDa多糖ACFP-1，通过多维度实验揭示其通过"自噬-氧化应激"轴发挥作用的分子机制。

关键技术方法
研究采用DEAE-52纤维素柱层析纯化多糖，通过HPLC、GC-MS分析单糖组成，结合甲基化分析和1D/2D NMR解析结构。采用H₂O₂诱导HaCaT细胞氧化损伤模型和AB型斑马鱼模型评估活性，Western blot检测p53/p21/LC3II/p62蛋白表达，β-gal染色分析细胞衰老。

研究结果

1. 结构特征
   ACFP-1是含果糖(Fru)、阿拉伯糖(Ara)、葡萄糖(Glc)和半乳糖(Gal)的菊粉型果聚糖，其主链为→1)-β-Fruf-(2→1)-β-Fruf-(2→重复单元，侧链通过O-6位连接→1,6)-β-Fruf-(2→糖苷键，形成独特的"梳状"结构。

2. 抗氧化活性
   在200 μg/mL浓度下，ACFP-1使HaCaT细胞内ROS降低61.2%，斑马鱼模型ROS荧光强度减弱43.7%，显著优于维生素C对照组(p<0.01)。

3. 抗衰老机制
   通过下调衰老标志物β-gal阳性率(降低58.3%)，抑制p53/p21通路（蛋白表达量分别减少42.1%和37.8%），同时逆转氧化应激导致的自噬流阻滞——LC3II/LC3I比值提升2.1倍，p62蛋白表达下降64.5%。

结论与展望
该研究首次阐明苍术纤维根多糖ACFP-1通过"结构特异性-自噬激活-氧化应激调控"三级作用模式：其独特的侧链α-Araf-(1→5)连接可能作为"自噬开关"，通过恢复自噬流清除受损线粒体，进而阻断ROS-p53-p21衰老信号轴。这不仅为开发绿色抗氧化剂提供了新原料（每年可回收数吨药材加工废料），更创新性地提出"多糖-自噬-衰老"调控网络，为抗衰老药物设计提供了新靶点。未来研究可进一步解析ACFP-1与自噬体形成相关蛋白(如Beclin-1)的相互作用机制。