秀珍菇菌柄多糖的制备、结构表征及降血糖活性

《Scientific Reports》：Preparation, structural characterization and hypoglycemic activity of Pleurotus geesteranus stem polysaccharide

　　

摘要

为了探索平菇柄多糖（PGSP）调控胰岛素抵抗HepG2细胞葡萄糖代谢的潜在分子机制，本研究选择平菇柄（Pleurotus geesteranus）为原料，主要基于以下三个原因：农业废弃物菇柄是食用菌栽培过程中廉价、丰富且可持续的副产品；真菌多糖具有明确的降血糖和胰岛素增敏生物活性；而平菇柄多糖的降血糖功效和分子机制尚未得到充分表征，亟需系统性阐明。采用超声辅助水提法提取粗多糖，随后经Sevage法除蛋白、透析，并通过DEAE-52纤维素阴离子交换色谱和Superdex-200凝胶色谱进行序列纯化，获得纯化PGSP。采用多种分析技术对其化学结构进行表征，包括紫外-可见分光光度法、傅里叶变换红外光谱法、离子色谱法和核磁共振波谱法。结构分析表明，PGSP具有以α-糖苷键连接的吡喃糖骨架，由岩藻糖、阿拉伯糖、鼠李糖、半乳糖、葡萄糖、甘露糖和葡萄糖醛酸组成，摩尔比为1.02:42.02。其重均分子量（Mw）为数均分子量（Mn）的1.07倍，分别为66.39 kDa和62.14 kDa，多分散性指数为1.07，证实其为均一的中性多糖组分。采用CCK-8法评估细胞活力，并设置浓度梯度（40–640 μg/mL）筛选PGSP对正常和胰岛素抵抗HepG2细胞增殖及葡萄糖消耗的影响。细胞学实验证实，PGSP在测试浓度范围内无细胞毒性，且显著促进HepG2细胞增殖。与未处理的胰岛素抵抗细胞模型相比，320 μg/mL和640 μg/mL浓度的PGSP显著提高了细胞葡萄糖摄取能力。进一步采用最佳有效浓度（320 μg/mL）进行免疫荧光染色和Western blot分析，结果显示PGSP通过上调IRS1蛋白丰度、抑制磷酸化GSK-3β表达、提高GLUT4膜转位和总表达水平，从而缓解肝脏胰岛素抵抗，共同激活IRS1/GSK-3β/GLUT4胰岛素信号通路。本研究系统阐明了PGSP的结构特征和降血糖活性，揭示了其抗肝脏胰岛素抵抗的潜在分子调控通路，为开发食用菌柄多糖作为天然辅助降血糖功能性食品原料提供了实验依据。