不同提取方法制备的丹参多糖的比较研究：理化性质及其对溃疡性结肠炎的保护作用

《International Journal of Biological Macromolecules》：Comparative study of Salvia miltiorrhiza polysaccharides prepared by different extraction methods: physicochemical properties and protective effects against ulcerative colitis

　　五种提取方法产生了结构不同的SMPs。结构特征与抗结肠炎功效密切相关。SMP-W和SMP-U在屏障修复/免疫调节和微生物群重塑方面表现出独特优势。肠道微生物群介导的色氨酸代谢有助于缓解结肠炎。引言溃疡性结肠炎是一种慢性、复发性炎症性肠病，病因复杂，以结肠黏膜的持续炎症和溃疡形成为特征。其主要临床表现为腹泻、腹痛、便血和体重减轻，严重影响患者的生活质量。此外，病程延长与结直肠癌风险增加相关[1]。近几十年来，全球溃疡性结肠炎发病率持续上升，主要归因于饮食习惯和环境的改变，使其成为重大公共卫生问题[2]。目前，溃疡性结肠炎的治疗主要依赖药物疗法，包括氨基水杨酸类、糖皮质激素、免疫调节剂和抗生素。虽然现有临床药物能够缓解炎症症状并诱导缓解，但长期治疗受到三大主要缺陷的制约：频繁的不良反应、部分患者获得性耐药，以及停药后疾病明显复发的倾向[3]，[4]。因此，从天然产物中寻找化学成分明确、高效低毒的新型生物活性化合物已成为溃疡性结肠炎治疗研究的重要方向。传统中药丹参具有悠久的药用历史，含有酚酸类、丹参酮类和多糖类等多种生物活性成分。SMPs是重要的生物大分子，具有多种药理活性，包括抗炎、免疫调节、抗氧化和肠道微生物群调节作用[5]，[6]，[7]，[8]。这些特性支持其在溃疡性结肠炎治疗中的潜在应用，该疾病以免疫失调和黏膜损伤为特征。植物多糖的生物活性与其理化特性密切相关，如分子量分布、单糖组成、糖苷键连接方式和高级构象。值得注意的是，提取方法是决定这些结构特性的关键工艺参数[9]，[10]。不同的提取方法通过不同的物理化学机制破坏植物细胞壁，不仅影响得率，还影响其精细结构特征。这些变化可能与生物活性及其作用机制的显著差异有关[11]，[12]。然而，现有的SMP研究存在明显的研究空白和局限性。首先，以往大多数研究仅采用单一提取方案制备SMPs，很少有研究系统比较多种主流提取技术。不同提取策略如何塑造粗SMP混合物的物理化学异质性，以及提取引起的理化差异是否导致不同的抗结肠炎效果，仍不清楚。其次，以往SMP研究通常进行有限的理化检测，并倾向于在证据不足的情况下过度解读理化性质与生物活性之间的关系，而全面的理化比较结合系统的体内功能评价仍然缺乏。第三，不同提取方法得到的SMPs对溃疡性结肠炎的保护机制，特别是其与肠道微生物群重塑和色氨酸代谢重编程的潜在关联，在很大程度上仍未阐明。不同提取方法之间的横向比较缺乏严重限制了SMPs的优化加工和应用。基于此，本研究旨在系统阐明提取方法、SMPs的理化性质及其对溃疡性结肠炎保护作用之间的内在关系。采用热水、酸、碱、复合酶和超声辅助提取五种代表性提取方法，分别获得SMP-W、SMP-A、SMP-B、SMP-E和SMP-U。对其理化性质进行了全面表征。随后，采用DSS诱导的溃疡性结肠炎小鼠模型评估SMPs的差异性保护作用。此外，利用16S rRNA基因测序和非靶向代谢组学分析多糖给药、肠道微生物变化和代谢谱之间的关联。本研究探讨了SMP干预、肠道微生物变化和宿主代谢改变之间的相关性。本研究的关键新颖性在于对多种提取技术进行了统一的比较评价，系统比较了SMPs的理化特性和生物活性差异，为SMPs提取技术的优化应用和功能产品开发提供了系统的比较证据。材料与试剂丹参购自成都新福源中药饮片有限公司（四川，批号：C191240101）。纯度≥98%的单糖标准品，包括D-甘露糖、L-鼠李糖、D-半乳糖醛酸、D-葡萄糖醛酸、D-葡萄糖、D-半乳糖和L-阿拉伯糖，购自上海源叶生物科技有限公司。氨基葡萄糖硫酸钠购自大连美仑生物技术有限公司；ELISA试剂盒用于...SMPs的得率和化学成分不同SMPs之间提取率存在显著差异（表3，P < 0.05），顺序如下：SMP-U（18.56%）> SMP-B（17.47%）> SMP-E（15.36%）> SMP-A（14.78%）> SMP-W（13.06%）。SMP-U获得最高得率（18.56%），表明该方法是从丹参中提取多糖的最有效方式。该提高主要归因于空化效应引起的植物细胞壁破坏，从而增强溶剂渗透并促进...讨论本研究系统比较了采用热水提取、酸提取、碱提取、酶提取和超声辅助提取五种提取方法获得的SMPs的理化性质，并评估了其对DSS诱导的小鼠溃疡性结肠炎的保护作用。结果表明，提取方法不仅是获得多糖的工艺过程，而且是影响理化特性和...结论本研究探讨了提取方法、理化特性与SMPs对溃疡性结肠炎保护作用之间的关系。结果表明，热水提取方法更好地保留了高分子量和富含糖醛酸的组分，并具有更强的免疫调节作用。相比之下，超声辅助提取能有效获得低分子量组分，这些组分可能更容易被肠道微生物群利用，显示出优势...CRediT作者贡献声明Yajie Tang：写作——审阅与编辑，写作——原稿，调查，正式分析。Bo Feng：写作——审阅与编辑，写作——原稿，调查，数据管理。Wenjun Guo：调查，正式分析。Lili Zhang：可视化，调查。Zixuan Xia：调查，数据管理。Wang Tuanjie：项目管理，方法学。Cao Liang：方法学，数据管理。Kangcai Wang：监督，资源，资金获取，概念化。Xiaoqing...利益冲突声明作者声明，他们不存在可能影响本论文所报告工作的已知相互竞争的经济利益或个人关系。致谢本工作得到中药制药过程控制与智能制造技术全国重点实验室开放基金（资助号：UKL2023M01001）和国家中医药管理局中医药高水平重点学科建设项目（zyyzdxk-2023293）资助。Yajie Tang|Bo Feng|Wenjun Guo|Lili Zhang|Zixuan Xia|Wang Tuanjie|Cao Liang|Kangcai Wang|Xiaoqing Tang|Liqiong Sun