《Food Bioscience》：Selenylation of Naturally Acetylated
Dendrobium officinale Polysaccharides Enhances Immune Protection via Gut Microbiota and Metabolic Modulation
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摘要硒对于维持免疫系统稳态至关重要，但其无机形式存在生物利用度低且可能具有毒性的问题。我们之前的研究已分离出一种天然乙酰化的铁皮石斛多糖，该多糖具有显著的免疫调节作用，但通过结构修饰可进一步提升其免疫功效。本研究采用硝酸-亚硒酸钠法合成了硒改性的铁皮石斛多糖，其硒含量为0.076
摘要
硒对于维持免疫系统稳态至关重要，但其无机形式存在生物利用度低且可能具有毒性的问题。我们之前的研究已分离出一种天然乙酰化的铁皮石斛多糖，该多糖具有显著的免疫调节作用，但通过结构修饰可进一步提升其免疫功效。本研究采用硝酸-亚硒酸钠法合成了硒改性的铁皮石斛多糖，其硒含量为0.076 ± 0.015%，以初始铁皮石斛多糖质量计，制备产率为62.5±3.48%。通过环磷酰胺诱导的小鼠模型进一步评估了硒改性铁皮石斛多糖的免疫调节功能，结果表明该多糖能够积极调控肠道微生物群组成，使乳酸菌、利莫乳杆菌和真普雷氏菌等有益菌属显著增加。代谢组学分析显示，硒改性铁皮石斛多糖能特异性激活吲哚类生物碱合成途径，这与小鼠体内CD19+ B细胞比例的恢复密切相关。总体而言，硒改性铁皮石斛多糖可通过重塑肠道微生物群组成及调节吲哚类生物碱代谢来减轻环磷酰胺引起的免疫损伤，并促进淋巴细胞再生，展现出其在免疫防护和肠道健康方面作为双功能硒改性多糖的潜力。
引言
铁皮石斛是一种传统的中药材，富含多种具有抗氧化、免疫调节和保护肠道功能等生物活性的多糖（Guo等人，2025；Wang等人，2025）。水提取结合乙醇沉淀是制备多糖的常用方法。在之前的研究中，我们在乙醇与水的比例低于1:2的条件下从铁皮石斛中获得了高度乙酰化的多糖（Yu等人，2024）。乙酰化修饰能够提升多糖的热稳定性、抗氧化能力及免疫调节活性（Ma等人，2025）。
硒是人类不可或缺的微量元素，对维持正常的免疫系统功能起着关键作用（Basaran & Sadighara，2025；Saremi等人，2024）。硒是谷胱甘肽过氧化物酶和硫氧还蛋白还原酶等抗氧化酶的重要组成成分，对于维持机体氧化还原平衡和免疫稳态具有重要意义（Han等人，2024；Yang等人，2021）。研究表明，硒缺乏会导致免疫功能受损，增加感染和肿瘤发生的风险（Huo等人，2024）。适当的膳食硒补充可调节抗氧化能力、细胞因子分泌及硒蛋白表达，从而在应激条件下增强机体的免疫反应（Aderao等人，2023）。然而，无机硒化合物的生物利用度低且可能存在毒性，这限制了其在临床上的应用（Tan等人，2025），因此亟需开发安全且高效的有机硒衍生物。
硒改性多糖是通过化学或生物方法将硒与多糖骨架结合而制成的，这类多糖兼具硒和多糖的双重生物功能，同时具有毒性低、生物利用度高的优点（Feng等人，2022；Liu, Jiang, & Shi，2025）。随着现代生物技术的发展，化学硒化已成为制备高活性硒多糖的核心技术。硝酸-亚硒酸钠法能够高效地将无机硒整合到多糖分子结构中（Gao等人，2020；Huang, Yang, & Huang，2020）。近年来，相比天然多糖和无机硒，硒改性多糖展现出更强的免疫增强效果和更广泛的生物活性（Ahmad，2021）。不过，硒改性多糖的潜在免疫调节机制，尤其是其对肠道微生物群及相关代谢途径（即肠道-免疫轴）的调控作用，尚未被完全阐明，这也是该领域的一个关键研究缺口。
肠道被视为人体内最大的免疫器官和微生物库，肠道健康是维持全身稳态的核心因素（Lu等人，2025；Shi等人，2026）。肠道内栖息着数万亿的共生微生物，它们承担着营养代谢、抵抗病原体以及促进免疫系统发育等重要功能（Li等人，2025；Zhang等人，2025）。环磷酰胺是一种常用的化疗药物，它会引发严重的免疫抑制和肠道屏障损伤，进而导致肠道微生物群失衡（Geng等人，2025）。因此，环磷酰胺常被用于建立免疫损伤的小鼠模型。
本研究以天然乙酰化的铁皮石斛多糖为原料，采用硝酸-亚硒酸钠法合成了一种新型硒改性铁皮石斛多糖，初步分析了其结构特征，并通过建立环磷酰胺诱导的免疫功能低下小鼠模型，探讨了该多糖对肠道屏障和淋巴细胞免疫的保护作用。这些研究结果有望填补关于硒改性铁皮石斛多糖通过调控肠道微生物群发挥免疫调节作用的研究空白，同时为该多糖在功能性食品领域的应用提供实验依据。
章节节选
材料
亚硒酸钠和环磷酰胺分别从上海阿拉丁科技有限公司和上海麦克林生化科技有限公司购买。FITC标记的抗小鼠CD3单克隆抗体和PE标记的抗小鼠CD19单克隆抗体由Immunoway Technology Inc.提供。苏木精-伊红染色试剂盒和阿尔辛蓝-过碘酸希夫染色试剂盒则购自北京索莱宝科技有限公司。本研究使用的其他所有试剂
硒改性铁皮石斛多糖的紫外-可见光谱及硒含量测定结果
所有样品均在190–400纳米范围内进行了全波长紫外扫描。如图2(A)所示，DOP和硒改性铁皮石斛多糖溶液在260–280纳米范围内均无特征吸收峰，说明样品中不存在核酸和蛋白质杂质。通过ICP-MS结合标准曲线（Y = 19.921X - 220.51，R2 = 0.9973）测定了硒改性铁皮石斛多糖的硒含量，最终结果为0.076 ± 0.015%。
DOP和硒改性铁皮石斛多糖的官能团分析
光谱数据高度一致
讨论
本研究成功以天然乙酰化的铁皮石斛多糖为原料合成了一种新型硒改性多糖，並通过调控肠道微生物群，系统研究了该多糖对环磷酰胺诱导的肠道和免疫损伤的预防保护作用。研究结果表明，硒改性铁皮石斛多糖具有明显的肠道-免疫轴调控能力。与天然铁皮石斛多糖相比，硒的引入提升了该多糖的生物活性，从而
结论
综上所述，通过對天然铁皮石斛多糖进行结构修饰，我们成功制备出一种新型硒改性铁皮石斛多糖，该多糖的免疫调节活性与肠道微生物多样性的恢复以及益生菌群的显著增加密切相关。硒改性铁皮石斛多糖通过调控多种关键代谢途径，尤其是吲哚类生物碱的合成，进一步促进了相关功能的恢复
作者贡献说明
丁文杰：方法学研究。陈玉洁：数据整理。胡海春：软件应用。雷坤：软件应用、数据整理。龙岩：可视化分析、方法学研究。杨佳静：初稿撰写、可视化分析、数据整理。于娟：研究指导、资源协调、概念设计。季海宇：论文润色、修订、研究指导
未引用参考文献
Jiang等人，2025；Li等人，2025；Liu等人，2025；Lu等人，2025；Wang等人，2025；Wang等人，2025。
利益冲突声明
所有作者均声明不存在任何可能影响本研究结果的利益冲突。
资助情况
本研究得到了烟台大学的青年博士科研基金支持（项目编号：SM22B184）。
利益冲突声明
? 作者声明不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益关系或个人关系。
Jiajing Yang|Yan Long|Kun Lei|Haichun Hu|Yujie Chen|Wenjie Ding|Haiyu Ji|Juan Yu
中国山东省烟台市烟台大学生命科学学院，邮编264005
