综述：低分子量褐藻多糖硫酸酯：生产方法及其治疗应用

这篇综述系统阐述了低分子量褐藻多糖硫酸酯（LMWF）的酶解（GH家族酶）、光催化降解等7种生产方法，重点分析了其通过调控NF-κB/MAPK信号通路在抗炎、抗氧化、抗糖尿病（抑制α-淀粉酶/α-葡萄糖苷酶）、抗癌（靶向STAT3/HNF4A）等领域的应用，强调分子量（MW）和硫酸化程度（DS）是影响其生物活性的关键因素。

　　

低分子量褐藻多糖硫酸酯：生产方法与治疗应用

生产方法

低分子量褐藻多糖硫酸酯（LMWF）作为褐藻多糖硫酸酯的降解产物，其生物活性显著优于高分子量形式。目前主要的生产方法包括酶解、光催化降解、自由基降解、酸水解、超声辅助降解、过氧化氢介导水解和热液降解等。

酶解 是最受关注的方法，因其能实现可控的分子量降低并保持结构完整性。近年来，研究者从海洋细菌中分离出多种褐藻多糖硫酸酯酶，如GH107家族的endo
-岩藻糖苷酶FWf3和FWf4，可特异性切割α-(1→4)-糖苷键，产生不同硫酸化模式的LMWF。来自Formosa haliotis
的Fhf1酶能降解交替连接的α-(1,3)/α-(1,4)-L-岩藻吡喃糖单元，而GH168家族的FWf5则首次被报道可催化硫酸化α-L-岩藻糖残基间的1→4-O-糖苷键断裂。

光催化降解 作为一种绿色方法，利用TiO₂
和羟基自由基（•OH）在3小时内将分子量从90 kDa降至3 kDa，且不损失硫酸基团。自由基降解 通过γ射线辐照（10–100 kGy）可逐步将分子量从217 kDa降至7 kDa，但近年研究较少。酸水解 虽简单廉价，但易导致硫酸基流失，如0.01 N HCl处理会使硫酸含量减少40%。

治疗应用

抗炎与抗氧化
LMWF（8–25 kDa）通过调控NF-κB和MAPK通路，抑制RAW 264.7巨噬细胞中炎症介质（TNF-α、IL-6、IL-1β）的表达，并激活Nrf2/HO-1信号通路发挥细胞保护作用。分子量从107.3 kDa降至3.2 kDa时，抗炎活性提升36.7%。在动脉粥样硬化模型中，LMWF（8.2 kDa）能抑制平滑肌细胞增殖并调节巨噬细胞分化。

抗糖尿病
LMWF（>10 kDa）对α-淀粉酶（IC₅₀
0.81 mg/mL）和α-葡萄糖苷酶（IC₅₀
0.94 mg/mL）的抑制活性最强，其机制涉及抑制碳水化合物消化酶和激活PI3K/AKT通路改善胰岛素抵抗。值得注意的是，硫酸化程度高的LMWF（33.1%）效果更优。

抗癌
来自Undaria pinnatifida
的LMWF（<10 kDa）对乳腺癌细胞（MDA-MB-231）的抑制作用呈剂量依赖性，并能增强化疗药物奥沙利铂的抗胰腺癌效果。分子量21 kDa的片段因高岩藻糖（23%）和高硫酸含量（29.9%）对肝癌细胞HepG2抑制效果显著。

肝脏与肾脏保护
LMWF（6.5 kDa）通过激活SIRT1/AMPK/PGC1α通路缓解肥胖相关的非酒精性脂肪肝。在糖尿病肾病模型中，LMWF（8.8 kDa）可抑制肾脏纤维化标志物（α-SMA、胶原蛋白1）的表达，并调节脂代谢相关蛋白（ApoE、LXR）。

结论

酶解法因其精准可控的特性成为生产LMWF的首选方法，而分子量、硫酸化程度和单糖组成共同决定了其生物活性。未来研究应聚焦于开发新型降解酶，并探索LMWF在功能食品和药物递送系统中的应用潜力。