《Carbohydrate Research》：Structure-activity relationship of uronic acid oligosaccharides as potential anti-Alzheimer’s disease agents
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•通过TEMPO氧化法制备了四种结构明确的糖醛酸寡糖。•β-1,4糖苷键连接方式可增强体内外抗阿尔茨海默病的潜力。•甘露糖醛酸残基（β1,4-M/G）可进一步增强神经保护作用。•寡糖通过肠-脑轴和Treg应答减轻神经炎症。引言阿尔茨海默病（AD）是最常见的神经退行性脑部疾病，
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通过TEMPO氧化法制备了四种结构明确的糖醛酸寡糖。
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β-1,4糖苷键连接方式可增强体内外抗阿尔茨海默病的潜力。
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甘露糖醛酸残基（β1,4-M/G）可进一步增强神经保护作用。
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寡糖通过肠-脑轴和Treg应答减轻神经炎症。
引言
阿尔茨海默病（AD）是最常见的神经退行性脑部疾病，占痴呆病例的60–80%，是痴呆的主要病因[1], [2]。由于人脑的复杂性以及缺乏理想的动物模型和研究工具，AD的确切发病机制尚未完全阐明。目前广泛接受的病理假说包括异常β-淀粉样蛋白（Aβ）沉积、tau蛋白神经纤维缠结、胆碱能神经元损伤、谷氨酸兴奋性毒性以及神经炎症。近年来，"肠道微生物群-肠道-大脑轴"假说已成为研究热点[3], [4]。大量研究已证明神经系统与肠道微生物群之间存在密切的双向通讯，这种微生态相互作用在包括AD、帕金森病、焦虑、抑郁和自闭症在内的多种神经退行性疾病的发病发展中起着关键作用[5], [6], [7]。
近年来，天然多糖及其降解产物因其多靶点活性和低毒性，在AD等神经退行性疾病的治疗中展现出可观的潜力。酸性多糖（包括肝素衍生物和海藻酸衍生物寡糖）已被广泛报道具有显著的抗AD活性；两者均含有糖醛酸残基。与传统的单靶点小分子药物或抗体不同，这些多糖基药物可通过多种途径发挥神经保护作用，例如抑制Aβ聚集、缓解氧化应激和调节肠道微生物群[8], [9], [10]。然而，糖醛酸寡糖与AD之间的关系尚不明确。特别是糖苷键连接类型（如α与β构型，以及1→4与1→3连接方式）和糖单元组成对药效的具体影响是亟待阐明的关键问题。因此，我们假设糖醛酸寡糖对AD的神经保护功效严格依赖于其特定的结构特征，且不同单糖组成的β-1,4键连寡糖可能表现出不同的神经保护活性，这可能与微生物群-肠道-大脑轴的调节有关。
为验证这一假设，需要结构明确定义的糖醛酸寡糖。TEMPO/NaBr/NaClO氧化体系是一种区域选择性的催化氧化方法，越来越多地应用于多糖的氧化修饰。该体系对糖单元C6位伯羟基具有高度选择性，可特异性地将其氧化为羧基[11], [12], [13]。因此，中性糖可以定向转化为糖醛酸。为系统研究糖苷键连接模式糖单元组成对神经保护活性的影响，我们基于前期实验室研究选择了四种广泛可获得且具有结构代表性的线性多糖作为底物。在纯葡聚糖中，可溶性淀粉（SS）由α-1,4键连接的葡萄糖残基组成，具有水溶性、结构简单，是细胞中常见的碳水化合物储存形式[14], [15]；微晶纤维素（MCC）由β-1,4键连接的葡萄糖组成，来源于天然纤维素，可溶于碱性溶液[16], [17]；结冷定（curdlan）具有β-1,3连接方式，加热时可形成热不可逆凝胶[18], [19]。三者均为基于葡萄糖的均聚多糖，为系统验证连接类型的影响提供了基础。此外，鉴于β-1,4-甘露糖醛酸寡糖已被报道具有神经保护潜力[20]，我们纳入了魔芋葡甘聚糖（KGM），这是魔芋粉的核心成分[21], [22], [23], [24]。KGM主要由葡萄糖和甘露糖以约1:1.4–1.6的摩尔比组成，通过β-1,4键交替连接，主链上还随机分布着少量乙酰基[25], [26], [27], [28], [29]。这为研究引入了甘露糖单元。
本研究中，采用高效的TEMPO氧化体系将四种天然多糖转化为相应的糖醛酸寡糖。我们对它们的分子量、寡糖谱、糖组成和构型进行了表征，并评估了其体内外活性。本研究为理解糖醛酸寡糖在AD中的关系提供了系统性的理论基础，并为后续筛选具有强效神经保护作用的候选分子奠定了坚实基础。
章节摘要
材料与试剂
可溶性淀粉（SS）、微晶纤维素（MCC）和结冷定（一种热凝性多糖）购自上海沃凯化学试剂有限公司。魔芋葡甘聚糖（KGM，纯度≥99%）购自清水化学公司（日本东京）。2,2,6,6-四甲基吡啶-1-氧氮（TEMPO，纯度≥98%）、溴化钠（NaBr，纯度≥99.99%）和次氯酸钠溶液（NaClO，活性氯≥5%，1.7 M）购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司。
四种糖醛酸寡糖的结构表征
首先，单糖分析（图S1）表明，三种氧化葡聚糖完全由GlcA组成，而氧化KGM由ManA和GlcA组成，比例为6.8。
对四种糖醛酸寡糖样品进行了核磁共振分析，结果如图1所示。在1H NMR谱中，5.54、4.53、4.86和4.65 ppm处的化学位移分别归属于α1,4-G、β1,4-G、β1,3-G和β1,4-M/G的异头质子（H-1）。在
讨论
鉴于阿尔茨海默病（AD）复杂的病理机制和现有单靶点药物的局限性，亟需寻找具有多靶点调节潜力和高安全性的新型治疗方法。本研究以天然多糖为原料，成功构建了包含多种糖苷键构型和单体组成的糖醛酸寡糖库，全面揭示了其结构-活性关系
CRediT作者贡献声明
唐荣：方法学、正式分析。吴芳霞：正式分析。朱雯：调查研究、数据整理。张震清：监督、经费获取。易林：资源提供、项目管理。欧阳一岚：资源提供、方法学
伦理声明
本研究遵循ARRIVE（动物研究：体内实验报告）指南。本研究经苏州大学伦理委员会（ECSU）批准。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文所报告工作的已知竞争性经济利益或个人关系。
利益冲突声明
? 作者声明不存在可能影响本文所报告工作的已知竞争性经济利益或个人关系。
致谢
作者感谢国家自然科学基金（81473179、81673388和82204331）、江苏省高等教育机构优先发展学科建设项目（PAPD）、江苏省工程研发中心以及江苏省发现与转化研究项目资金支持。
朱雯|唐荣|吴芳霞|易林|欧阳一岚|张震清
