蘑菇来源β-葡聚糖化学结构解析及其在脂质体包覆中的应用研究

推荐：本研究针对β-葡聚糖(β-glucans)结构多样性影响脂质体包覆的关键问题，通过解析Lactarius scrobiculatus和L. deterrimus蘑菇中β-葡聚糖的化学结构，发现其(1→3)-和(1→6)-连接的主链及短侧链特性可稳定包覆阳离子脂质体(LipC)，而酵母β-葡聚糖(YBGS)因长侧链不适用。该成果为开发靶向免疫系统的药物递送系统提供了新思路。

　　

在免疫治疗和药物递送领域，β-葡聚糖因其能被模式识别受体(PRRs)如Dectin-1识别而备受关注。然而，这类多糖的结构复杂性——包括连接方式((1→3)/(1→6)-β-D-葡萄糖)、分支度、侧链长度和分子量(M_w
)差异——显著影响其与载体的相互作用。目前，中性多糖包覆脂质体通常需疏水修饰或交联，而天然β-葡聚糖的直接应用仍面临稳定性差、结构-功能关系不明等挑战。

挪威奥斯陆大学的研究团队以乳菇属(Lactarius spp.)蘑菇为研究对象，通过碱提和冻融分馏获得水溶性β-葡聚糖组分LSA-S和LDA-S。结合核磁共振(NMR)、甲基化分析和控制性Smith降解，解析出两类结构：(1)主链(1→3)-连接、O-6位分支的β-葡聚糖；(2)(1→6)-连接、O-3位分支的β-葡聚糖。这些多糖能通过氢键吸附于阳离子脂质体(SoyPC/DOTAP)表面，形成粒径411-464 nm、分散指数(PDI)<0.3的稳定体系，且3个月内仅增长5-12%。相比之下，酵母β-葡聚糖(YBGS)因长侧链无法有效包覆，而海带多糖(LMN)则因低分子量(5 kDa)失败。该研究发表于《Carbohydrate Polymer Technologies and Applications》。

关键技术包括：1) 碱提取结合冻融分馏获得多糖组分；2) 甲基化分析和NMR(800 MHz)解析结构；3) 尺寸排阻色谱-多角度激光光散射(SEC-MALLS)测定分子量；4) 薄膜水化法制备脂质体，动态光散射(DLS)监测包覆效果。

研究结果显示：
3.1 化学结构特征
LSA-S和LDA-S含69-83%葡萄糖，甲基化分析显示(1→3)-Glc_p
-(1→)(23-34 mol%)和(1→6)-Glc_p
-(1→)(8-14 mol%)为主链。HSQC谱中102.7/4.53 ppm相关信号证实(1→3)-β-葡聚糖存在，而102.8/4.22 ppm信号提示O-6分支含寡糖侧链。

3.3 Smith降解验证
降解后(1→3)-Glc_p
-(1→)比例升至52-62%，证实侧链含抗降解的(1→3)-连接寡糖，而(1→6)-连接单元被选择性清除。

3.4 脂质体包覆
LSA-S(M_w
46/13 kDa)和LDA-S(M_w
86 kDa)在1.25 mg/mL浓度下使LipC的ζ电位从+31 mV降至中性，粒径增至411-464 nm。分子量更高的LDA-S形成更小颗粒，可能与螺旋构象的刚性增强有关。

3.6 稳定性机制
短侧链产生的空间位阻可能是稳定性关键——含长侧链的YBGS无法包覆，而LMN因M_w
不足仅部分吸附。这与既往报道的PEG(聚乙二醇)空间稳定效应类似。

该研究首次阐明β-葡聚糖侧链长度与脂质体稳定性的构效关系：短寡糖侧链((1→3)-连接)通过空间位阻抑制聚集，而长侧链会阻碍包覆过程。这一发现为设计靶向Dectin-1的免疫递送系统提供了结构优化依据，同时拓展了天然多糖在纳米制剂中的应用潜力。未来研究可进一步探索β-葡聚糖-脂膜相互作用机制及其体内靶向效率。