海参来源硫酸化岩藻聚糖HSP2通过调控NF-κB/MAPK通路抑制巨噬细胞炎症反应的机制研究

本研究针对海洋药物开发需求，从热带海参Holothuria scabra中提取硫酸化岩藻聚糖，通过DEAE纤维素色谱纯化获得F2组分，并对其进行脱硫和部分水解改性。研究发现，部分水解衍生物HSP2能显著抑制LPS诱导的RAW264.7巨噬细胞炎症反应，其机制涉及下调iNOS/COX-2表达、调节TNF-α/IL-1β/IL-6等细胞因子分泌，并通过阻断NF-κB-p65和MAPK（ERK1/2/JNK/p38）磷酸化实现抗炎作用。该成果为开发新型海洋源抗炎药物提供了理论依据。

　　

海洋生物中蕴藏着大量具有药用价值的活性物质，其中海参因其独特的生物活性成分成为研究热点。炎症反应是机体防御机制的核心环节，但过度激活会导致关节炎、动脉粥样硬化等疾病。目前临床常用非甾体抗炎药存在胃肠道副作用，而海洋来源的硫酸化多糖因其低毒性和独特作用机制备受关注。热带海参Holothuria scabra在亚洲传统医学中早有应用，但其多糖组分的抗炎机制及结构-活性关系尚不明确，特别是经过化学修饰后的衍生物活性变化缺乏系统研究。

针对这一科学问题，国外研究团队从泰国湾采集的H. scabra体壁中提取粗多糖，经1% NaOH溶液提取和DEAE纤维素离子交换色谱纯化，获得F1（1.5M NaCl洗脱）和F2（2.0M NaCl洗脱）两个组分。通过化学组成分析发现F2含有30.7%硫酸基团，分子量达429.6 kDa，且单糖组成仅含岩藻糖。研究团队创新性地对F2进行脱硫处理（120°C甲醇反应生成DSP系列）和部分酸水解（0.05M HCl处理得HSP系列），获得分子量71-210 kDa的衍生物。

关键技术包括：1）采用HPSEC-UV-MALLS-RI系统测定多糖分子量；2）通过FT-IR验证脱硫衍生物的硫酸基团变化；3）LPS诱导RAW264.7细胞炎症模型评估NO生成；4）qRT-PCR检测iNOS、COX-2及炎症因子mRNA表达；5）Western blot分析NF-κB-p65和MAPK通路蛋白磷酸化；6）流式细胞术检测CD11b/CD40表面标志物。

研究结果揭示：
3.1 化学组成分析
F2组分含51.5%碳水化合物和30.7%硫酸基，单糖组成仅含岩藻糖，分子量429.6 kDa，显著高于F1（208.8 kDa）。

3.3 F2衍生物制备
酸水解10-30分钟使分子量降至71-210 kDa，脱硫处理1-6小时使硫酸含量从30.3%降至11.8%。FT-IR显示1240 cm^-1处S=O振动峰强度随脱硫时间延长而减弱。

3.4 抗炎活性筛选
F2在1000 μg/mL浓度下使NO产量从38.3 μM降至19.1 μM，效果优于粗多糖和F1，因此选作结构修饰对象。

3.5 HSP2特异性作用
部分水解衍生物HSP2（105 kDa）在400 μg/mL时NO抑制率达82%，优于阿司匹林对照组，且无细胞毒性。其他衍生物如HSP3（71 kDa）反而促进NO产生，表明适度水解才能增强活性。

3.7 炎症介质调控
HSP2剂量依赖性下调iNOS和COX-2基因表达，400 μg/mL处理组iNOS mRNA水平仅为LPS组的28%。

3.8 细胞因子网络
HSP2显著抑制TNF-α、IL-1β和IL-6表达，同时提升抗炎因子IL-10产量，呈现双向调节作用。

3.9 信号通路抑制
Western blot显示HSP2阻断NF-κB-p65核转位，并抑制ERK1/2、JNK和p38磷酸化，其中对ERK1/2的抑制最显著（降低67%）。

3.10 表面受体调节
流式检测发现HSP2使CD40阳性细胞比例从LPS组的89%降至31%，CD11b表达量降低54%，表明其可干预巨噬细胞活化。

该研究首次阐明H. scabra硫酸化岩藻聚糖经适度水解后产生的HSP2组分具有卓越抗炎活性，其分子机制涉及：1）立体构象改变增强与免疫细胞接触；2）关键炎症通路NF-κB/MAPK双重抑制；3）调控M1型巨噬细胞表面标志物。相较于传统脱硫处理，部分水解在保留硫酸基团的同时降低分子量，更有利于活性提升。这一发现为海洋多糖药物开发提供了新思路——通过可控水解优化分子量而非单纯依赖硫酸基含量。未来研究需在动物模型中验证HSP2对慢性炎症疾病的治疗效果，并探索其对巨噬细胞极化的影响。论文发表在《Journal of Agriculture and Food Research》，为海洋功能性食品与药物研发提供了重要理论依据。