在环磷酰胺处理的小鼠中,口服来自枸杞的高支链鼠李糖半乳聚糖-I型果胶可通过小肠-免疫轴和结肠-免疫轴双重途径调节免疫反应

《Food Bioscience》:Oral Administration of a High-Branched Rhamnogalacturonan-I Type Pectin from Lycium barbarum regulates Immune Responses via Small Intestine-Immune and Colon-Immune Dual Axis in Cyclophosphamide-Treated Mice

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年08月14日 来源:Food Bioscience 6.2

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  摘要从枸杞中分离出的一种高度分支的鼠李半乳糖醛酸-I型果胶LBP-P4,经研究其在环磷酰胺诱导的免疫抑制小鼠模型中的保护作用。口服给予LBP-P4可减轻体重下降,改善胸腺和脾脏的萎缩状况,保持肠道绒毛结构,并缓解杯状细胞的减少。在小肠中,LBP-P4能抑制环磷酰胺引发的TLR4/

  

摘要

从枸杞中分离出的一种高度分支的鼠李半乳糖醛酸-I型果胶LBP-P4,经研究其在环磷酰胺诱导的免疫抑制小鼠模型中的保护作用。口服给予LBP-P4可减轻体重下降,改善胸腺和脾脏的萎缩状况,保持肠道绒毛结构,并缓解杯状细胞的减少。在小肠中,LBP-P4能抑制环磷酰胺引发的TLR4/MyD88/NF-κB通路的异常激活,恢复细胞因子的平衡状态。此外,它还能通过恢复与Th1、Th17及Treg反应相关的标志物,恢复环磷酰胺受损的CD4+ T细胞免疫功能,表明其能够协调调节效应免疫与免疫耐受。在结肠中,LBP-P4可提高IgG、IgM及IL-2的水平,通过上调ZO-1、Occludin和Claudin-1来增强上皮屏障的完整性。同时,它还能重塑肠道微生物群,增加双歧杆菌、乳酸菌和拟杆菌的数量,进而恢复短链脂肪酸,尤其是乙酸、丙酸和丁酸的水平。与菊粉相比,LBP-P4具有更广泛的免疫调节作用,尤其是在调节小肠黏膜免疫和增加双歧杆菌数量方面。这些作用很可能与其高度分支的RG-I结构有关。总体而言,LBP-P4通过协调调节肠道免疫功能、上皮屏障完整性以及微生物群产生的代谢产物,来抵御环磷酰胺引起的免疫抑制。

引言

肠道是人体内最大的免疫器官,也是饮食成分与宿主相互作用以维持免疫稳态的重要场所(Neurath, Artis, & Becker, 2025)。从营养免疫学的角度来看,食物中的生物活性化合物主要通过作用于肠道屏障系统来调节免疫功能,该系统由上皮细胞、免疫细胞以及微生物组成。值得注意的是,大多数口服摄入的多糖难以被消化,很少以完整形式被吸收;因此,它们的免疫调节作用主要是通过与肠道黏膜及定植的微生物群相互作用来实现的(Miao et al., 2026)。越来越多的证据表明,膳食多糖的生物活性与其结构特征密切相关,包括单糖组成、糖苷键连接方式、分子量、分支程度、尿酸含量以及高级构象等,这些因素共同决定了它们的可发酵性、受体识别能力以及调控微生物群的能力(Zhang, Lu, Li, & Song, 2025)。在此背景下,小肠和结肠虽功能不同,但彼此之间存在关联,共同构成免疫系统的一部分。
在小肠中,免疫稳态依赖于上皮防御机制与黏膜免疫调节之间的紧密协作。肠道绒毛、杯状细胞以及黏液层构成了第一道机械防护屏障,而固有层则含有大量的CD4+ T细胞亚群,负责协调局部的免疫反应(Peterson & Artis, 2014)。Th1细胞可支持抗微生物的细胞免疫,Th17细胞有助于抵御外来病原体,而Foxp3+ 调节性T细胞则能抑制过度炎症并维持黏膜耐受性(Mills, 2023; D. Q. Tran, 2011)。一旦这种平衡被打破,就会加剧炎症信号传导并削弱屏障功能。尤其是TLR4/MyD88/NF-κB通路的过度激活,与细胞因子失衡以及黏膜免疫稳态紊乱密切相关(Ying Li et al., 2025; H.-t. Zhu et al., 2014)。因此,小肠中的上皮完整性、免疫细胞组成以及先天免疫信号传导之间存在着密切的联系。
在结肠中,肠道稳态不仅取决于上皮完整性和黏膜免疫功能,还与肠道微生物群的代谢活动密切相关。包括ZO-1、Occludin和Claudin-1在内的紧密连接蛋白,是构成结肠机械屏障的关键结构成分,它们能够限制旁细胞通透性,防止管腔内的抗原侵入黏膜(Chelakkot, Ghim, & Ryu, 2018; Guo & Shen, 2021)。这一屏障的完整性直接关系到黏膜免疫的稳定性:一旦紧密连接功能受损,就会增加上皮的通透性,便于微生物产物如脂多糖进入体内,进而引发先天免疫激活和促炎细胞因子的释放。相反,如果能够保持紧密连接的正常结构,就能有效限制过度的抗原暴露,从而维持结肠黏膜的免疫耐受。除了这一结构层面之外,结肠微生物群还充当着代谢活跃的角色,它们能够将不可消化的膳食成分转化为生物活性代谢物。尤其是多糖,可作为有益菌群,尤其是乳酸菌和双歧杆菌的发酵底物。这些细菌的发酵作用会生成短链脂肪酸,主要包括乙酸、丙酸和丁酸(Yuhua Li et al., 2020; Rauf et al., 2022)。这些代谢物能够增强上皮屏障功能,调节细胞因子的分泌,还有助于调节性免疫细胞的发育,从而形成一种微生物群-代谢物-免疫调节的循环机制,这是维持结肠免疫稳态的核心所在(Z. Ma, Wang, Cao, Dong, & Chen, 2025; Shi et al., 2025)。因此,结肠可以被看作是一个由机械结构、微生物群和免疫功能共同构成的屏障系统。
环磷酰胺是一种常用的烷化类化疗药物,由于它能清除免疫细胞并扰乱细胞因子的平衡,因此被广泛用于建立免疫抑制模型(Cai et al., 2022; Yu et al., 2025)。除了引起全身性的免疫抑制外,环磷酰胺还会导致肠道黏膜损伤,表现为氧化应激、上皮屏障功能受损、微生物群失衡以及与损伤相关的炎症反应,这些因素还可能进一步激活先天免疫信号通路,比如TLR4/MyD88/NF-κB通路(Z. Zhu et al., 2024)。因此,环磷酰胺引起的肠道损伤为评估针对黏膜免疫功能障碍的干预措施提供了理想的模型。在这种背景下,天然多糖因其能够恢复免疫平衡、强化屏障功能以及调节肠道微生物群而越来越受到关注(Cai et al., 2022)。
枸杞是一种传统的药用和食用水果,在亚洲地区广泛种植(R.-H. Ma et al., 2023)。枸杞多糖是其主要的生物活性成分之一,已被证实具有抗氧化、抗炎、降血糖以及免疫调节等多种功效(Feng et al., 2024; Zhang et al., 2025)。在之前的研究中,我们从枸杞中分离并鉴定了LBP-P4,发现它是一种高度分支的鼠李半乳糖醛酸I型果胶多糖(Gu, Lin, & Zhao, 2023)。与以往报道的中性阿拉伯半乳聚糖型枸杞多糖以及以同型半乳聚糖为主的枸杞多糖相比,LBP-P4具有更为明确的结构分类,更高的分支程度,以及更为均匀的分子量分布(Liu et al., 2016; Yang et al., 2021)。体外实验表明,LBP-P4对肠道黏膜具有显著的免疫调节作用,能够促进肠道屏障功能的恢复,显示出其作为益生元的巨大潜力。之前的模拟消化实验也显示,LBP-P4在经过唾液、胃液以及肠道消化后依然保持相对稳定,其分子量分布和羧基含量没有发生显著变化,这表明它能够以结构完整的形态到达肠道(Gu, Zhao, You, & Lin, 2025, 2026)。然而,LBP-P4在体内促进免疫功能、保护肠道屏障的实际效果及其作用机制,目前还缺乏足够的研究资料。
基于以上研究,我们推测LBP-P4可以通过两种相互补充且具有区域特异性的机制,来缓解环磷酰胺引起的免疫抑制和肠道屏障功能障碍:在小肠中,LBP-P4可能通过协调Th1、Th17和Treg相关的免疫反应,抑制TLR4/MyD88/NF-κB通路的异常激活,从而恢复CD4+ T细胞亚群的平衡状态;在结肠中,它则可能通过增强紧密连接蛋白的功能来维持上皮屏障的完整性,同时重塑有益的微生物群及其产生的代谢产物。本研究旨在探讨LBP-P4在调节免疫失调方面的治疗潜力,为基于多糖的肠道免疫稳态干预策略提供新的理论依据。

章节摘录

材料与试剂

环磷酰胺以及阿尔辛蓝-过碘酸-席夫染色试剂盒购自北京太阳生物科技有限公司。用于检测IL-6、IgG和IgM的酶联免疫吸附试验试剂盒则来自武汉基因美生物科技有限公司。而用于检测IL-12、IL-10、IFN-γ、TGF-β、IL-6和TNF-α的酶联免疫吸附试验试剂盒则由上海酶联生物科技有限公司提供。针对TLR4、MyD88、p-NF-κB、总NF-κB、p-IκB的初级抗体,

LBP-P4对环磷酰胺诱导的免疫抑制小鼠体重、胸腺和脾脏结构与功能的保护作用

如图1B所示,与正常对照组相比,给予环磷酰胺的小鼠体重明显下降。在给予LBP-P4低剂量组、高剂量组以及菊粉组的动物中,第4天的体重处于最低水平,之后逐渐开始回升。实验结束时,LBP-P4低剂量组、高剂量组以及菊粉组小鼠的体重分别比模型组高出15.13%、19.56%和18.14%,这说明补充LBP-P4确实能有效缓解环磷酰胺引起的

结论

本研究表明,这种高度分支的RG-I型果胶LBP-P4可通过协调不同区域的肠道免疫反应,来缓解环磷酰胺引起的免疫抑制。在肠道方面,LBP-P4能够通过抑制TLR4/MyD88/IκBα/NF-κB通路的异常激活,恢复细胞因子的正常分泌水平,以及CD4+ T细胞亚群相关的标志物表达,从而恢复小肠的免疫稳态。在结肠中,它则能够保持黏膜的结构完整,提升紧密连接蛋白的表达水平,恢复局部免疫因子的正常功能,

作者贡献说明

林连珠:论文撰写与修改、初稿撰写、研究指导、项目管理、资金筹集、概念构思。 游立军:方法设计。 卢静:论文撰写与修改、初稿撰写、数据可视化、软件应用、实验操作、数据分析。 赵谋明:概念构思。 顾金燕:结果验证、方法设计、数据整理

未引用参考文献

顾等人,2026年;李等人,2020年;李等人,2025年。

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。

数据可用性

数据将在收到请求后提供。

利益冲突声明

? 所有作者声明不存在任何已知的、可能影响本文研究结果的财务利益关系或个人关系。

致谢

本研究得到了国家关键研发计划(编号:2024YFF1106000)以及汉江实验室科研启动基金项目(编号:HJL202511B002)的支持。
Jing Lu|Jinyan Gu|Mouming Zhao|Lijun You|Lianzhu Lin
中国广东省广州市510641,华南理工大学食品科学与工程学院
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