《Carbohydrate Polymers》：Dual-configuration arabinogalactan-II synergizes with rhamnogalacturonan-I in
Lycium barbarum pectin to construct an intestinal anti-inflammatory glycan scaffold
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Lycium barbarum pectin通过独特的双配置AG-II和RG-I共价结合形成糖基骨架，显著缓解小鼠肠道炎症，其机制涉及调节菌群结构（减少Helicobacteraceae，增加Muribaculaceae）、抑制促炎脂代谢物（如1,2-二油酰-PE）及内源性大麻素系统（CB2↑，FAAH↓）。该研究揭示了果胶抗炎活性与结构互作的协同关系。
李国强|乔雅君|王倩楠|张星芳|林蓉|魏立新|高婷婷|毕洪涛
中国科学院青海省藏医药药理学与安全性评价重点实验室，中国西宁，810008
摘要
枸杞果胶是一种具有潜在肠道健康益处的膳食成分，但其精确的结构-生物活性关系仍不清楚。本研究旨在阐明其抗炎功效的独特结构基础。通过结合先进的结构分析、体内实验和多组学研究的方法，我们发现了一种新的果胶结构。我们鉴定出一种双配置的阿拉伯半乳聚糖-II（AG-II），它既作为独立的结构域存在，也作为鼠李糖半乳聚糖-I（RG-I）的共价侧链，共同构成了一个独特的“糖链支架”。在肠道炎症的小鼠模型中，最有效的果胶组分（LBPA-III，100 mg/kg）显著减轻了组织损伤，恢复了细胞因子平衡（例如，TNF-α水平降低，IL-10水平升高），并抑制了中性粒细胞的浸润。机制上，LBPA-III通过重塑肠道微生物群（例如减少Helicobacteraceae的数量并增加Muribaculaceae的数量）、下调促炎脂质代谢物（例如1,2-二埃鲁酰-PE）以及调节内源性大麻素系统（CB2水平升高，FAAH水平降低）来发挥其作用。我们的发现表明，AG-II与RG-I之间的协同作用构建了枸杞果胶抗炎活性的关键结构支架，使其成为肠道健康领域有潜力的膳食干预候选物。
引言
肠道炎症的发病机制与肠道屏障功能障碍、免疫失调和肠道微生物群失衡密切相关。在分子水平上，这一复杂过程由一系列明确的炎症介质驱动。关键的炎症介质包括促炎细胞因子TNF-α、IL-β和IL-6，它们是炎症级联反应的核心驱动因素，会促进上皮细胞凋亡、招募免疫细胞并加剧组织损伤，其水平与疾病严重程度直接相关（Florescu等人，2023年）。相反，抗炎细胞因子IL-10对于维持肠道免疫稳态至关重要，其功能缺失是结肠炎发病的公认诱因（Gunasekera等人，2020年）。髓过氧化物酶（MPO）是中性粒细胞浸润肠道组织的直接定量标志物，反映了急性炎症损伤的程度（Chami等人，2018年）。此外，炎症引起的肠道屏障损伤通常涉及紧密连接蛋白（如Claudins、ZO-1和Occludin）的破坏，这促进了管腔内抗原的转运。在这些抗原中，脂多糖（LPS）是革兰氏阴性菌壁的关键成分，它是肠道屏障完整性的关键指标，并在进入血液循环后激活全身炎症（Guo等人，2013年）。因此，测量这些生物标志物可以全面评估肠道炎症状态，包括细胞因子平衡、先天免疫细胞浸润、氧化应激和屏障功能。
研究表明，持续或累积的压力事件可能导致肠道功能障碍，并在炎症性肠病（IBD）的发病和进展中起关键作用（Santos等人，2008年）。例如，慢性应激（CRS）可诱发类似焦虑的行为并增加患结肠炎的风险（Jiao等人，2023年）。同样，长期拥挤压力——一种心理社会压力——可引发黏膜炎症，损害肠道屏障功能，促进病原菌的侵袭并加剧肠道炎症（Madison & Bailey，2024年；Vicario等人，2010年）。传统药物常伴有显著的副作用、免疫抑制和长期的安全性问题，这突显了需要低毒性的有效膳食干预措施。近年来，膳食多糖，尤其是果胶，因其结构多样性和调节肠道微生物群的能力而成为功能性食品的候选物质（Chinta等人，2025年；Sun等人，2023年；Zhang等人，2024年），并因其出色的益生元和抗炎特性而受到广泛关注。
枸杞多糖（LBPs）主要由多种结构类型组成，包括果胶、阿拉伯半乳聚糖-蛋白质复合物（AGPs）、酸性杂多糖、葡聚糖和木聚糖（Huang等人，2022年；Liu等人，2012年；Liu等人，2022年）。其中，果胶被广泛认为是主要的生物活性成分。果胶主要由几种结构域组成，包括均聚半乳糖醛酸（HG）、鼠李糖半乳聚糖-I（RG-I）、鼠李糖半乳聚糖-II（RG-II）和木糖半乳聚糖（XGA）（Shin等人，2024年；Sun等人，2025年）。在这些结构域中，RG-I被认为对调节肠道微生物群和介导抗炎作用起着关键作用。关于枸杞果胶的广泛研究为其结构提供了基础理解。目前的研究认为，其最主要的、最具生物活性的形式是一种富含RG-I的果胶多糖，其特征是高度分支的结构和中性侧链，主要为II型阿拉伯半乳聚糖（AG-II）（Gu等人，2025年）。AG-II通常被描述为RG-I的共价侧链（Tan等人，2013年；Zhang等人，2019年）。这种富含阿拉伯糖和半乳糖的多糖具有显著的益生元活性，显著增加了肠道微生物的多样性（Wang等人，2025年；Yang等人，2021年）。因此，目前的模型将AG-II仅视为装饰RG-I主链的侧链，解释了其益生元特性。然而，这种传统观点主要基于对单糖组成和宏观分子结构域连接的分析。枸杞果胶的结构多样性尚未完全了解，例如AG-II是仅作为侧链存在还是作为一个独立的、自组装的模块存在，以及支配这些结构域空间排列和相互作用的整体三维支架网络。尽管许多研究集中在果胶对肠道微生物群的调节作用上，但果胶如何影响“微生物群-代谢物-宿主”轴的机制仍不清楚。
本研究旨在多尺度上全面表征枸杞果胶的结构特征，并阐明其通过肠道微生物群-代谢物-宿主轴缓解肠道炎症的机制。我们采用系统的分馏方法（DE-52纤维素和凝胶过滤色谱）获得了均匀的枸杞多糖组分。利用NMR、AFM、2D-IR光谱、选择性酸水解和糖苷键分析等综合技术阐明了它们的结构，特别关注AG-II结构域的配置。这项工作为开发具有健康益处的膳食多糖提供了新的见解。
材料
主要来自中国青海省都兰县Nomuhong农场的枸杞成熟果实，经过自然风干处理。DE-52纤维素购自北京Psaitong生物技术有限公司。分析级别的葡聚糖标准品（分子量：92.09、180、342、500、666、1.0 k、4.66 k、5.0 k、12.0 k、15.3 k、25.0 k、33.71 k、50.0 k、81.6 k、126.0 k和500.0 kDa）购自Pharmacia AB（瑞典）。单糖标准品包括d-葡萄糖（批号1122A0219）。
制备、组成、均一性和分子量分析
根据单糖组成分析，LBPs主要由Man（2.3%）、Rha（2.8%）、GalA（1.6%）、Glc（75.0%）和Ara（10.5%）组成（糖和蛋白质含量见表1）。随后，LBPs在DE-52纤维素柱上通过H?O和0.08 M、0.15 M及0.2 M NaCl逐步洗脱进行分馏。这一过程系统地得到了一个中性多糖组分，命名为LBPN（62.5%），以及三个富含果胶的组分。
结论
本研究揭示了果胶多糖中一种新的“独立结构域+共价侧链”结构模式，表明枸杞果胶中的AG-II既作为一个结构独立的、自组装的模块存在，也作为RG-I的侧链存在。这种双配置形成了一个糖链支架，其抗炎功效源于协同作用：独立的AG-II作为快速响应的益生元样调节剂作用于肠道微生物群，而
CRediT作者贡献声明
李国强：撰写——初稿、可视化、方法学、实验、数据分析。乔雅君：方法学、数据分析。王倩楠：验证、方法学。张星芳：验证。林蓉：验证。魏立新：撰写——审稿与编辑。高婷婷：撰写——审稿与编辑、监督、资金获取。毕洪涛：撰写——审稿与编辑、监督、资源管理、项目协调、资金获取、概念构思。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
致谢
本工作得到了国家自然科学基金（资助编号：82171863）、中央政府引导地方科技发展专项资金（2025ZY010）和四川省天府峨眉项目的支持。
