五糖乳杆菌来源的葡甘露聚糖：从分子特征到结肠癌细胞增殖抑制的机制研究

研究人员从人源五糖乳杆菌QJ-12中提取胞外多糖(EPS)，通过结构解析发现其具有α-1,2/1,6糖苷键连接的超支化葡甘露聚糖特征，实验证实EPS-2组分能通过激活IL-17通路和NF-κB/TNF基因，选择性抑制HCT116结肠癌细胞增殖（600 μg/mL），为开发新型抗结肠癌益生菌制剂提供理论依据。

　　

肠道微生物代谢产物与人类健康的关系正成为生命科学领域的研究热点。其中，乳酸菌(LAB)产生的胞外多糖(EPS)因其独特的生物活性和安全性备受关注。然而，传统EPS研究多集中于食品源菌株，对人源菌株特别是其抗肿瘤机制的探索仍存在空白。更关键的是，虽然已知葡甘露聚糖具有抗炎、调节代谢等功能，但其在结肠癌防治中的具体作用靶点和分子机制尚不明确。

针对这些问题，天津科技大学的研究团队在《Carbohydrate Polymers》发表了一项创新性研究。他们从健康人粪便中分离出五糖乳杆菌(Pediococcus pentosaceus)QJ-12，通过DEAE-52纤维素柱层析纯化获得EPS-2组分，综合运用核磁共振(NMR)、高效凝胶渗透色谱(HPGPC)等技术解析其结构特征，并采用流式细胞术、转录组测序等手段系统评估了其对结肠癌细胞HCT116的抑制作用。

关键技术方法
研究采用16S rRNA测序鉴定菌株，通过HPGPC测定多糖分子量(2248.71 kDa)，甲基化分析和NMR解析糖苷键类型（包括1,2-α-Man_p、1,6-α-Glc_p等），建立HCT116/HIEC-6细胞模型评估生物活性（50-1000 μg/mL剂量范围），结合流式细胞术检测细胞周期阻滞和凋亡率，并利用KEGG富集分析差异表达基因。

研究结果

1. 分子特征：EPS-2为新型超支化葡甘露聚糖，主链含1,2-α-Man_p、1,3-α-Man_p等结构，侧链通过α-1,2/1,6糖苷键连接，含末端T-α-Man_p残基。
2. 抗癌活性：600 μg/mL EPS-2可显著抑制HCT116增殖（p<0.05），而对正常肠上皮细胞HIEC-6无毒性，流式结果显示其通过阻滞有丝分裂中期和促进凋亡发挥作用。
3. 机制解析：转录组揭示EPS-2通过富集IL-17信号通路，上调NF-κB和TNF相关基因表达，这可能是其选择性抗癌的关键。

结论与意义
该研究首次系统阐明了人源五糖乳杆菌QJ-12所产EPS的结构-功能关系，其独特的α-糖苷键构型可能是生物活性的结构基础。更重要的是，发现EPS-2通过IL-17/NF-κB/TNF轴实现结肠癌细胞特异性抑制，这为开发靶向肠道微环境的抗癌益生菌制剂提供了新思路。由于该多糖在1000 μg/mL内均无细胞毒性，使其在功能性食品和辅助治疗领域具有广阔应用前景。研究团队指出，未来需进一步开展动物实验验证其体内效果，并探索不同分子量片段活性的构效关系。