《International Journal of Biological Macromolecules》：Sources, structure-activity relationships, and action mechanisms of anti-obesity polysaccharides: A review
编辑推荐：
摘要全球肥胖问题持续恶化，导致并发症发病率上升，包括代谢综合征、2型糖尿病和心血管疾病。传统的肥胖干预方法（饮食控制和药物治疗）通常存在问题，如长期依从性低、副作用明显和治疗成本高，无法满足临床需求。多糖由于其丰富的来源、良好的安全性、较少的副作用和稳定的治疗效果，已成为肥胖干预
摘要
全球肥胖问题持续恶化，导致并发症发病率上升，包括代谢综合征、2型糖尿病和心血管疾病。传统的肥胖干预方法（饮食控制和药物治疗）通常存在问题，如长期依从性低、副作用明显和治疗成本高，无法满足临床需求。多糖由于其丰富的来源、良好的安全性、较少的副作用和稳定的治疗效果，已成为肥胖干预领域的研究热点。多糖可通过调节葡萄糖和脂质代谢、改善炎症以及维持肠道微生物群平衡来抑制肥胖。不幸的是，关于多糖在抑制肥胖中的作用的研究尚未完全阐明其来源多样性、结构-活性关系和作用机制。因此，本文系统地介绍了具有抗肥胖作用的多糖来源（植物、动物和微生物）。随后，本文从分子量、单糖组成、糖苷键类型、硫酸化修饰等方面全面回顾了多糖在抗肥胖中的结构-活性关系。最后，本文系统地回顾了多糖在抗肥胖中的作用机制、挑战和未来发展方向。这些研究结果为开发功能性产品和精确干预肥胖提供了重要参考。
引言
近年来，全球肥胖发病率稳步上升。根据世界卫生组织的数据，到2025年全球超重或肥胖的人数可能达到10亿[1]。肥胖已成为威胁人类健康的主要公共卫生问题[2]。肥胖是代谢性疾病（包括2型糖尿病、心血管疾病和某些癌症）的主要风险因素。这种现象的发生是由于长期能量摄入超过能量消耗，导致多余能量以脂肪的形式积累。目前常用的临床肥胖干预方法包括饮食控制、运动疗法和减肥药物[3]。但这些方法往往存在局限性，如依从性差、副作用明显以及反弹倾向[4]。因此，开发具有潜在抗肥胖效果的天然成分已成为当前的研究热点。
多糖是由10个或更多单糖分子通过糖苷键连接形成的高分子聚合物。许多研究证实，多糖具有多种活性，包括降低血糖、减少血脂水平、抗肿瘤、抗炎和抗氧化作用[5],[6]。多糖的结构（分子量、单糖组成、糖苷键类型等）与其生物活性密切相关。值得注意的是，低分子量的多糖通常比高分子量的多糖表现出更显著的抗肥胖活性[7]。此外，低分子量的多糖可以通过积极调节肠道微生物群和调节自噬相关基因来增强肠道稳态，从而发挥抗肥胖作用[8]。相反，高分子量的右旋糖酐会降低Bacteroides thetaiotaomicron的生长速度和代谢活性，延长其生长期，并促进肥胖的发展[9]。作为多糖的基本单元，单糖也会影响多糖的电荷、官能团和生物活性。有趣的是，单糖组成中尿酸的存在对多糖的生物活性尤为重要[5]。先前的研究发现，多糖中的尿酸含量与其抗氧化活性/抗肥胖效果呈正相关[10]。除了分子量和单糖组成外，糖苷键的连接模式和结构修饰对于揭示多糖的结构-活性关系也至关重要。更重要的是，糖苷键可以决定多糖的分支程度和线性，从而影响其生物功能。含有高比例β-糖苷键的多糖具有高线性、少分支和密集的结构，因此表现出显著的抗氧化活性和有效的抗肥胖效果[11]。此外，通过硫酸化修饰得到的多糖硫酸衍生物具有优异的α-葡萄糖苷酶抑制活性。这些多糖硫酸衍生物可以显著促进胰岛素抵抗HepG2细胞中的葡萄糖消耗，并改善葡萄糖和脂质代谢[12]。
越来越多的证据表明，多糖可以通过多种途径和分子靶点来改善肥胖。一项先前的研究证实，多糖在Animal模型的高脂血症中可作为有效的降脂剂，从而抑制肥胖的发生[13]。遗憾的是，目前关于多糖与肥胖相关的研究仍然零散，缺乏对其天然来源、结构-活性关系、作用机制和应用开发的全面综述。此外，在不同来源的多糖在抗肥胖过程中的协同作用、高生物利用度制剂的开发以及长期应用安全性的评估方面仍存在显著差距。这些差距严重限制了多糖从基础研究到临床肥胖干预和工业应用的转化过程。本文重点关注结构-活性关系研究中尚未解决的瓶颈，以及多糖结构分析的前沿分析策略。值得注意的是，植物、动物和微生物来源的多糖构成了三种截然不同的生物资源库，它们在生物合成途径、结构特征和抗肥胖机制上存在固有差异。这种分类有助于系统地比较不同生物来源的多糖的结构-活性关系，与大多数以往根据分子量或提取方法分类的多糖有所不同。迫切需要一份涵盖抗肥胖多糖来源、机制和潜在应用的全面综述，为进一步的基础研究和工业转化提供坚实的理论框架。因此，本文系统地介绍了具有抗肥胖作用的植物、动物和微生物来源的多糖。随后，本文从分子量、单糖组成、糖苷键类型和硫酸化修饰等方面系统地回顾了多糖在抗肥胖中的结构-活性关系。最后，本文系统地回顾了多糖在抗肥胖中的作用机制、挑战和未来发展方向。这些发现为开发功能性多糖产品和精确干预肥胖提供了有效策略。
章节片段
来自不同来源的抗肥胖多糖
由于其广泛的来源、高生物活性和良好的安全性，多糖受到了高度重视。来自不同天然底物的多糖具有独特的初级结构、先进的构型和物理化学性质。多糖的核心特征直接决定了它们的生理功能特异性。值得注意的是，根据来源的不同，多糖主要可以分为三类：
多糖在抗肥胖中的结构-活性关系
多样的多糖广泛存在于自然界中，因其多种生物活性和在功能性食品中的潜在治疗应用而受到科学界的广泛关注。越来越多的证据表明，来自不同来源的多糖具有独特的结构构型和物理化学性质，这些性质显著影响了它们在食品加工系统中的功能特性。
多糖抑制肥胖的机制
系统总结多糖的抗肥胖机制对于推动其在功能性食品和健康补充剂中的工业应用至关重要。这些生物活性化合物主要来自天然来源（如植物、动物和微生物），并与肥胖相关的代谢途径、炎症网络和肠道微生物群发生复杂相互作用。作为一种安全且低风险的膳食干预成分，多糖...
临床证据
临床研究证实，来自植物、真菌和微生物的天然多糖具有安全可靠的抗肥胖效果。天然多糖通过调节脂质代谢、重塑肠道微生态和缓解慢性炎症来抑制异常脂肪积累和改善与肥胖相关的代谢紊乱[2]。现有的随机对照试验证明，持续补充Lycium barbarum
结论与展望
由于来源广泛、安全性高、毒性低和副作用小以及显著的抗肥胖活性，多糖在功能性食品和天然药物的开发中越来越受欢迎。然而必须明确指出，本文回顾的大部分证据基于体外细胞模型和动物实验（主要是高脂饮食引起的啮齿动物肥胖模型），而设计良好、大样本和多中心的人类
CRediT作者贡献声明
Hongkun Xue：撰写——原始稿件、研究、数据分析。Hanbing Shi：撰写——原始稿件、研究、数据分析。Xiaodong Song：研究、数据分析。Jiahui Chen：研究、数据分析。Xiaojun Liao：研究、数据分析。Jiaqi Tan：撰写——审稿和编辑、项目管理、经费申请。
利益冲突声明
作者声明没有已知的可能会影响本文工作的财务利益或个人关系。
致谢
作者衷心感谢河北省自然科学青年基金（C2024201007）和河北大学跨学科研究计划（DXK202416）提供的财政支持。
Hongkun Xue|Hanbing Shi|Xiaodong Song|Jiahui Chen|Xiaojun Liao|Jiaqi Tan
