不同栽培模式下蒙古黄芪多糖的结构特征与抗肿瘤免疫调节作用研究

本研究针对蒙古黄芪(Astragalus mongholicus)不同栽培模式导致药理活性差异的机制问题，通过分离纯化获得两种中性均质多糖APS-I(120?kDa)和APS-II(12?kDa)，系统解析其结构特征与免疫调节功能。研究发现APS-II具有高度分支的球形构象，通过TLR4-MyD88-NF-κB通路显著促进巨噬细胞M1型极化，在4?T1原位肿瘤模型中增强先天免疫并协同环磷酰胺(CTX)的抗肿瘤效果，为黄芪质量评价和肿瘤免疫治疗提供了新策略。

　　

在传统中医药宝库中，蒙古黄芪(Astragalus mongholicus)以其"补气固表"的功效备受推崇。现代研究发现，这种豆科植物的根部富含多糖(APSs)，具有显著的免疫调节活性。然而一个有趣的现象长期困扰着研究人员：采用野生模拟栽培(wild-simulated)的黄芪比移植栽培(transplanted)的品种表现出更好的治疗效果。这种差异是否与多糖结构相关？其背后的分子机制又是什么？这些问题直接关系到黄芪药材的质量控制和临床应用价值。

中国医学科学院的研究团队在《International Journal of Biological Macromolecules》发表的研究，首次系统比较了两种栽培模式黄芪多糖的结构与功能差异。通过热水提取结合DEAE-52和Sephadex G100层析纯化，获得两个中性均质多糖组分。采用动态光散射(DLS)、流变学测试和显微技术解析高级结构，建立巨噬细胞极化模型评估免疫活性，并利用荧光标记技术追踪体内分布，最终在4?T1乳腺癌小鼠模型中验证治疗效果。

^{Homogeneity, molecular weights, and compositions of w-APS and t-APS}

研究首先从野生模拟(w)和移植(t)栽培黄芪中分离出粗多糖w-APS和t-APS，经紫外光谱证实无蛋白/核酸污染。高效凝胶渗透色谱(HPGPC)显示w-APS主要含120?kDa(APS-I)和12?kDa(APS-II)两个组分，而t-APS仅含APS-I。单糖组成分析表明两者葡萄糖含量均>90%，但APS-II的甘露糖和半乳糖醛酸含量显著更高。

^{Primary structure characterization}

甲基化分析和核磁共振(NMR)揭示APS-I主链由→4)-α-D-Glcp-(1→连接，分支点位于O-6；APS-II则具有更复杂的→3,6)-β-D-Glcp-(1→骨架。小角X射线散射(SAXS)显示APS-II在溶液中呈致密球形(R_g
=24.8?nm)，而APS-I为延伸链状(R_g
=68.5?nm)。原子力显微镜(AFM)直观证实APS-II高度分支的三维结构。

^{Immunomodulatory effects in vitro}

在RAW264.7巨噬细胞模型中，APS-II表现出更强的免疫激活能力：50?μg/mL剂量下使M1标志物iNOS表达提升3.2倍，显著高于APS-I的1.8倍。通过siRNA沉默TLR4后，APS-II诱导的NF-κB活化被完全抑制，证实其通过TLR4-MyD88-NF-κB信号通路发挥作用。值得注意的是，APS-II还能将M2型巨噬细胞重编程为M1型，这种"再极化"效应在肿瘤微环境调控中具有重要意义。

^{Biodistribution and antitumor efficacy in vivo}

Cy7荧光标记显示APS-II在肿瘤部位富集量是APS-I的2.3倍。在4?T1荷瘤小鼠中，APS-II单药治疗使肿瘤体积减小58%，与环磷酰胺(CTX)联用时增效达74%，同时逆转CTX导致的CD4⁺
/CD8⁺
?T细胞比例失衡。流式细胞术证实肿瘤组织中M1型巨噬细胞比例从12.6%提升至41.3%，伴随IL-12分泌增加和VEGF表达抑制。

这项研究首次阐明栽培模式通过改变多糖分支度影响其构效关系：野生模拟栽培产生的APS-II凭借高度分支的球形结构，更有效激活TLR4通路，通过"训练免疫"增强机体抗肿瘤应答。该发现不仅为黄芪质量评价提供了新的多糖结构指标，更重要的是为开发基于天然多糖的免疫治疗佐剂开辟了道路。特别是APS-II与化疗药物的协同效应，为克服肿瘤免疫抑制微环境提供了创新性解决方案。研究团队提出的"结构-分布-功能"多维评价体系，也为其他药用植物的质量控制研究提供了范式参考。