《International Journal of Biological Macromolecules》：Two Levan-type fructans from
Allium macrostemon Bunge alleviate dextran sulfate sodium-induced intestinal injury in
Drosophila melanogaster
编辑推荐：
•从Allium macrostemon Bunge中分离出两种利凡型果聚糖。•AMP80–1和AMP80–2在分子量、聚合度和糖苷键连接比例方面存在差异。•两种果聚糖均能缓解果蝇中DSS诱导的肠道损伤。•AMP80–1在选定的肠道损伤终点指标上表现出更强的效果。•AMP80
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从Allium macrostemon Bunge中分离出两种利凡型果聚糖。
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AMP80–1和AMP80–2在分子量、聚合度和糖苷键连接比例方面存在差异。
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两种果聚糖均能缓解果蝇中DSS诱导的肠道损伤。
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AMP80–1在选定的肠道损伤终点指标上表现出更强的效果。
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AMP80–1可减弱p38/JNK和Upd/JAK/STAT相关的转录应答。
引言
溃疡性结肠炎（UC）是一种慢性、复发性炎症性肠病，其全球疾病负担持续加重。目前的药物治疗主要包括氨基水杨酸盐、糖皮质激素、免疫抑制剂和生物制剂[1]。尽管这些疗法可以诱导并维持临床缓解，但其长期使用往往受到疗效不足、疾病复发、不良反应和高治疗成本的限制[2]。因此，迫切需要安全、耐受性好且价格合理的治疗药物，以维持肠道稳态并补充现有治疗策略。
天然产物，尤其是药用植物，是结构多样的生物活性化合物的重要来源，具有多靶点药理学潜力[3]。其中，天然多糖因具有广泛的生物活性、良好的生物相容性和低毒性而受到越来越多的关注。在UC实验模型中，来源于黄芪（Astragalus membranaceus）和灵芝（Ganoderma lucidum）等药用来源的多糖已显示出对结肠炎的保护作用[4]、[5]。这些作用主要归因于抑制关键炎症通路，包括NF-κB和NLRP3信号通路；上调紧密连接蛋白如ZO-1和occludin，从而恢复肠道屏障完整性；以及调节肠道微生物群组成和功能[6]。
果聚糖，尤其是菊粉型和利凡型多糖，因其已确立的益生元特性和良好的安全性而备受关注。它们可以选择性促进有益肠道细菌（如乳杆菌和双歧杆菌）的生长，增强短链脂肪酸的产生，增强肠道屏障功能，减轻肠道炎症，支持其作为UC预防或辅助治疗药物的潜力[7]、[8]。因此，从研究不足的药用植物中鉴定具有强抗炎和微生物调节活性的新型果聚糖是一个有前途的研究方向。
Allium macrostemon Bunge，在中国通常称为谢白，是一种传统药用和食用植物[9]。长期以来，它一直被用于治疗胃肠道疾病[10]。现代药理学研究表明其具有抗炎、免疫调节和抗氧化活性，提示其在慢性炎症性疾病（包括UC）中可能具有应用潜力[10]。多糖被认为是A. macrostemon的主要生物活性成分之一，而果聚糖在传统上被归类为百合科的植物中尤为丰富。
从A. macrostemon中已分离和纯化了几个均一多糖组分，包括AMP40、AMP60和AMP80[11]、[12]。尽管其一级结构尚未完全阐明，但通过分析分子量、单糖组成和糖苷键连接模式已确定了关键结构特征。特别是，AMBP80–1a被认为具有阿维果聚糖型果聚糖结构。据报道，其主链含有→1,6)-β-D-Fruf-(2→、→1)-β-D-Fruf-(2→和→6)-α-D-Glcp-(1 → 残基，侧链由→6)-β-D-Fruf→和末端β-D-Fruf-(2 → 残基形成。AMBP80–1a也被报道具有抗动脉粥样硬化作用[13]。尽管取得了这些进展，A. macrostemon多糖的结构表征仍不完整且不够系统化，其构效关系尚未明确建立。此外，尽管已报道了抗氧化和抗动脉粥样硬化活性，但其对UC的保护作用尚未进行系统研究。因此，阐明A. macrostemon多糖的结构特征和抗结肠炎活性可能为建立其构效关系以及评估其作为UC治疗或辅助药物的潜力提供基础。
果蝇（Drosophila melanogaster）被广泛用于研究肠道稳态以及与人类疾病相关的机制。与细胞体系相比，它提供了一个完整的生物体，可以研究保守的上皮、免疫和代谢反应。与啮齿动物模型相比，D. melanogaster还具有一些实际优势，包括维护成本低、实验周期短和较少的伦理顾虑。约75%的人类疾病相关基因在D. melanogaster中有同源基因，支持其作为初步药物筛选平台的效用[14]。近年来，D. melanogaster模型越来越多地用于评估多糖和其他天然产物对类结肠炎肠道损伤的保护作用[15]、[16]、[17]。例如，果胶多糖被报道通过调节JAK/STAT和Nrf2/Keap1信号通路缓解葡聚糖硫酸钠（DSS）诱导的肠道损伤，而水飞蓟宾和葛花（Flos Puerariae）提取物则通过涉及JNK、Nrf2/Keap1、JAK/STAT和Wnt信号通路发挥保护作用[18]、[19]、[20]。
为了弥补上述知识空白，本研究从A. macrostemon中分离了两种均一多糖AMP80–1和AMP80–2，并通过分子量分布分析、单糖组成分析、傅里叶变换红外光谱（FT–IR）、气相色谱-质谱法（GC–MS）甲基化分析和核磁共振（NMR）光谱对其结构特征进行了表征。随后在DSS诱导的D. melanogaster类结肠炎肠道损伤模型中评估了其保护作用，包括肠道屏障通透性、中肠形态、肠道干细胞/肠母细胞（ISC/EB）扩增、氧化应激、上皮细胞死亡和凋亡相关DNA断裂。此外，还基于p38/JNK和Upd/JAK/STAT相关基因的逆转录定量PCR（RT-qPCR）分析进行了初步机制研究。本研究的关键贡献在于对两种密切相关的利凡型果聚糖进行并行的结构和生物学比较，这两种果聚糖具有相似的单糖组成和糖苷键连接模式，但在分子量、聚合度和连接比例方面存在差异。通过将详细的结构表征与多种体内损伤终点指标和通路相关的转录应答相结合，本研究为果聚糖结构特征与肠道保护活性之间的关联提供了初步见解。
章节片段
材料与试剂
本研究使用的材料和试剂的详细信息见补充方法S1。
AMP80–1和AMP80–2的提取与分离
将1千克粉碎干燥的A. macrostemon根茎浸泡在八倍体积的去离子水中，在80 °C下提取3小时。在相同条件下重复提取三次。将所得滤液合并并浓缩至原始体积的约10%。然后加入无水乙醇至最终乙醇浓度为80%（v/v
AMP80–1和AMP80–2的提取、分离及相对分子量分析
通过热水提取后乙醇沉淀获得粗多糖组分，标记为AMP80。AMP80随后通过DEAE-FF柱上的阴离子交换色谱进行分级。如图1A所示，蒸馏水洗脱得到主要的中性多糖组分，该组分在减压下浓缩并冻干得到AMP80–1，收率为0.85%。随后用0.05 M NaCl洗脱得到第二个主要多糖
讨论
在本研究中，从Allium macrostemon Bunge中分离出两种均一多糖组分AMP80–1和AMP80–2，并将其表征为结构相关的利凡型果聚糖。两种组分主要由果糖基残基组成，含有少量葡萄糖组分，并含有末端β-D-Fruf-(2→、→1)-β-D-Fruf-(2→、→6)-β-D-Fruf-(2→、→6)-α-D-Glcp-(1→和→1,6)-β-D-Fruf-(2 → 残基。尽管它们的单糖组成和糖苷键连接
结论
总之，从A. macrostemon中分离出两种结构相关的利凡型果聚糖AMP80–1和AMP80–2。它们的分子量分别为6276和13,168 Da，表观聚合度约为39和81，表观分支残基比例分别约为18.0%和19.6%。两种果聚糖均通过减少肠道屏障渗漏、中肠缩短、过度ISC/EB扩增、上皮细胞
CRediT作者贡献声明
衡秋叶：原稿撰写、软件、项目管理、调查、数据整理。李俊豪：原稿撰写、软件、项目管理、方法学、数据整理。张倩：软件、项目管理、数据整理。赵涵：调查、数据整理。吴中南：调查、数据整理。徐小龙：审阅与编辑、原稿撰写、软件、资金获取、概念化。张少杰：审阅与编辑
写作过程中生成式AI和AI辅助技术的声明
在准备本作品期间，AI辅助工具仅用于语言润色和格式支持。作者审阅并编辑了所有内容，验证了科学解释，并对论文承担全部责任。
利益冲突声明
作者声明，他们没有已知的竞争性经济利益或个人关系可能影响本研究报告中的工作。
致谢
本研究得到国家自然科学基金委员会（批准号82304697）、广东省基础与应用基础研究基金（批准号2024A1515012208）、中国中医科学院中医药健康产业研究院基金（批准号ZYTS-2025014）、广东医科大学临床与基础医学科技创新专项项目（编号GDMULCJC2024119和GDMULCJC2025236）以及广东
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