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中藥多糖對免疫細(xì)胞的作用及其機制研究進展

2013-04-07 08:30李明春付青姐
實用醫(yī)藥雜志 2013年4期
關(guān)鍵詞:免疫調(diào)節(jié)靈芝淋巴細(xì)胞

王 勇,李明春,付青姐

中藥多糖是一類來自天然植物,經(jīng)過提取分離得到的由醛糖或酮糖通過糖苷鍵連接而成的天然高分子多聚物,在自然界中的含量豐富,具有免疫促進活性[1]。中藥多糖藥理作用的發(fā)揮與免疫調(diào)節(jié)息息相關(guān),甚至其抗腫瘤等藥理作用也通過增強機體免疫功能而實現(xiàn)。無論是固有免疫細(xì)胞還是適應(yīng)免疫細(xì)胞,中藥多糖都會對其發(fā)揮一系列的調(diào)節(jié)作用。一方面,中藥多糖作用使巨噬細(xì)胞吞噬活性增強以及使自然殺傷細(xì)胞的殺傷活性增強,促進這些細(xì)胞對外來“非己”物質(zhì)的吞噬殺傷作用,從而增強機體的免疫功能。另一方面,中藥多糖作用使免疫細(xì)胞增殖活性,以及免疫細(xì)胞分泌細(xì)胞因子的活性增強,使得機體的免疫功能增強。

1 中藥多糖對巨噬細(xì)胞的調(diào)節(jié)

巨噬細(xì)胞通過細(xì)胞表面模式識別受體來識別 “非己”病原體,具有吞噬和清除病原微生物,加工、處理和提呈抗原,啟動適應(yīng)型免疫應(yīng)答,介導(dǎo)并促進炎癥反應(yīng),免疫調(diào)節(jié)以及殺傷腫瘤和病毒感染細(xì)胞等生物學(xué)功能。中藥多糖通過活化巨噬細(xì)胞,對巨噬細(xì)胞吞噬活性、增殖活性等進行調(diào)節(jié),是發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)的體現(xiàn),對中藥多糖免疫調(diào)節(jié)機制研究給予提示。

1.1 中藥多糖對巨噬細(xì)胞吞噬活性的調(diào)節(jié) 巨噬細(xì)胞最重要的功能就是吞噬功能,可能伴隨著活性氧的產(chǎn)生,比如超氧陰離子[2]。王鵬云等[3]研究靈芝孢子多糖和靈芝孢子破壁多糖對巨噬細(xì)胞吞噬作用測試影響,發(fā)現(xiàn)無論是靈芝孢子多糖或是靈芝破壁孢子多糖均可顯著增強腹腔巨噬細(xì)胞吞噬中性紅的能力,且二者之間的的吞噬活性無統(tǒng)計學(xué)差異。鄭堯等[4]采用印度墨汁輪廓實驗法測定小鼠網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)(RES)中的單核巨噬細(xì)胞系統(tǒng)功能,發(fā)現(xiàn)甘草多糖可以提高小鼠巨噬細(xì)胞吞噬能力,并且隨著劑量的增大,巨噬細(xì)胞的吞噬能力逐漸增加。

1.2 中藥多糖對巨噬細(xì)胞增殖活性的調(diào)節(jié) 中藥多糖對巨噬細(xì)胞增殖活性的調(diào)節(jié)表現(xiàn)出雙向性。遲淑萍等[5]在不同時間采用不同劑量的脂多糖對人巨噬細(xì)胞系U937進行誘導(dǎo),各濃度脂多糖均有不同程度的增強U937細(xì)胞的增殖能力,并且在培養(yǎng)24 h、LPS濃度為2.5 μg/ml時,對U937細(xì)胞的增殖具有最佳促進作用。其研究表明了脂多糖對于巨噬細(xì)胞增殖功能具有增強作用。而謝勇等[6]通過對草珊瑚多糖進行研究發(fā)現(xiàn)草珊瑚多糖可明顯抑制脂多糖刺激的RAW264.7巨噬細(xì)胞增殖,并且作出假設(shè):草珊瑚可能通過抑制RAW264.7的增殖,從而阻斷細(xì)胞增殖信號的傳遞,并抑制細(xì)胞因子的表達。

1.3 中藥多糖對巨噬細(xì)胞cAMP含量的調(diào)節(jié) 高維娟等[7]分別采用放射免疫分析法、放射激酶法測定大鼠肺間質(zhì)巨噬細(xì)胞內(nèi)cAMP含量和PKA活性,發(fā)現(xiàn)細(xì)胞處于正常靜息狀態(tài)下可被LPS激活,使cAMP-PKA活性增加。李明春等[8]研究發(fā)現(xiàn)靈芝多糖可引起腹腔巨噬細(xì)胞中的cAMP升高,具有劑量依賴性,從而引起cAMP依賴性蛋白激酶(PKA)活化,激活巨噬細(xì)胞,發(fā)揮廣泛的生物學(xué)功能[9]。上述的兩個研究表明靈芝多糖在調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞cAMP含量上具有和脂多糖相似的激活作用。

1.4 中藥多糖對巨噬細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子的調(diào)節(jié) 巨噬細(xì)胞活化之后分泌許多重要的細(xì)胞因子,包括INF-α、TNF-α、NO和IL-1等。Chike等[10]發(fā)現(xiàn)人參中同時存在著免疫促進以及免疫抑制成分,通過進一步色譜分析技術(shù)發(fā)現(xiàn)其中免疫促進成分即是人參多糖。Davy等[11]研究發(fā)現(xiàn)人參中的有效成分(包含水提取物人參多糖)對TNF-α誘導(dǎo)的人巨噬細(xì)胞系U937炎癥具有免疫調(diào)節(jié)作用。人參(包含人參多糖)具有抑制TNF-α誘導(dǎo)的細(xì)胞因子的分泌以及信號蛋白的表達。

中藥多糖活化巨噬細(xì)胞后,中藥多糖的劑量與分泌的細(xì)胞因子含量之間呈現(xiàn)出相關(guān)性。許文等[12]研究發(fā)現(xiàn)豬苓多糖可濃度依賴性地增加細(xì)胞培養(yǎng)上清中NO、IL-1β和TNF-α濃度。并且通過進一步的研究發(fā)現(xiàn)豬苓多糖的活化作用與細(xì)胞膜上的T樣受體4有關(guān),以及可能與巨噬細(xì)胞細(xì)胞膜上其它受體有關(guān)。提示中藥多糖免疫調(diào)節(jié)等生物活性的發(fā)揮可能依賴于與細(xì)胞上的相應(yīng)受體相互作用。

張莘莘等[13]對體外培養(yǎng)的腹腔巨噬細(xì)胞給予不同體積的黑靈芝多糖,發(fā)現(xiàn)黑靈芝多糖對正常的腹腔巨噬細(xì)胞釋放TNF-α、NO和IL-1β具有促進作用。當(dāng)巨噬細(xì)胞受到脂多糖誘導(dǎo)活化后,黑靈芝多糖可以通過抑制TNF-α、NO和IL-1β的產(chǎn)生而發(fā)揮抗炎作用。黃芪多糖能夠促進細(xì)胞因子NO合成,NO具有腫瘤殺傷活性,能夠顯著增強腹腔巨噬細(xì)胞對黑素瘤細(xì)胞的殺傷作用[14]。同樣,黃芪多糖對于細(xì)菌脂多糖誘導(dǎo)的大鼠腹腔巨噬細(xì)胞釋放NO、TNF-α及IL-1有抑制作用,其中黃芪多糖的反向調(diào)節(jié)TNF-α的釋放可能是黃芪多糖護肝的作用機制之一[15]。上述作用證實中藥多糖具有雙向調(diào)節(jié)細(xì)胞因子作用。

1.5 中藥多糖對巨噬細(xì)胞膜流動性的調(diào)節(jié) 倪慧等[16]研究發(fā)現(xiàn)通過細(xì)胞膜流動性檢測,能較體外檢測更早的時間尋找到藥物作用信息。同時,細(xì)胞膜流動性在細(xì)胞活化、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)以及受體表達過程中發(fā)揮十分重要的作用。因此,對于細(xì)胞膜流動性的調(diào)節(jié)是中藥多糖免疫調(diào)節(jié)的一種很重要的方式。萬志紅等[17]對細(xì)菌脂多糖改變小鼠巨噬細(xì)胞膜流動性進行研究,發(fā)現(xiàn)LPS作用1 h后,巨噬細(xì)胞膜主要的磷脂成分降解,細(xì)胞膜流動性下降。中藥多糖具有與脂多糖的一般特性,可降低細(xì)胞膜的流動性。

1.6 中藥多糖對巨噬細(xì)胞細(xì)胞膜上離子通道的活動情況的調(diào)節(jié) 離子通道是細(xì)胞膜中的跨膜蛋白分子。有研究表明,免疫細(xì)胞膜上的離子通道與免疫細(xì)胞分泌的細(xì)胞與分子機制密切相關(guān)。而在巨噬細(xì)胞上存在在大多數(shù)的是K+通道。就巨噬細(xì)胞膜上的Kv通道來說,它對巨噬細(xì)胞的功能起著重要的調(diào)節(jié)作用[18]。

2 中藥多糖對T、B淋巴細(xì)胞的調(diào)節(jié)

淋巴細(xì)胞是構(gòu)成機體免疫系統(tǒng)的主要細(xì)胞群體,占外周血白細(xì)胞總數(shù)的20%~45%。淋巴細(xì)胞的顯著特征是其異質(zhì)性,可分為許多表型和功能各異的群體 (如T細(xì)胞、B細(xì)胞等),T細(xì)胞和B細(xì)胞還可進一步分為若干亞群。這些淋巴細(xì)胞群和亞群在免疫應(yīng)答過程中相互協(xié)作、相互制約,共同完成對抗原物質(zhì)的識別、應(yīng)答和清除。中藥多糖可對淋巴細(xì)胞進行調(diào)節(jié),從而維持機體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定。

李文娟等[19]對于環(huán)磷酰胺誘導(dǎo)的免疫抑制小鼠動物模型給予不同劑量的黑靈芝多糖,結(jié)果表明黑靈芝多糖對小鼠的免疫功能具有調(diào)節(jié)作用,它能夠顯著增加小鼠的脾臟、胸腺指數(shù),T、B細(xì)胞增殖。林卡莉等[20]研究表明香菇多糖具有明顯增加荷瘤鼠淋巴細(xì)胞的數(shù)量,調(diào)節(jié)免疫力使荷瘤鼠的生存周期增加。另有研究表明豬苓多糖[21]和牛蒡寡糖[22]同樣可增強淋巴細(xì)胞的增殖作用。

中藥多糖不僅可以增強淋巴細(xì)胞增殖能力,而且可增加細(xì)胞因子的分泌。盛榮華等[22]研究發(fā)現(xiàn)牛蒡寡糖可促進IL-2、IFN-γ的產(chǎn)生。IL-2、IFN-γ水平的高低是機體細(xì)胞免疫的重要標(biāo)志。IL-2可促進T細(xì)胞增殖分化,增強T細(xì)胞、NK細(xì)胞活性,誘導(dǎo)干擾素生成的作用。而IFN-γ可增強抗原提呈細(xì)胞與T細(xì)胞相互作用,進而增強T細(xì)胞輔助抗體產(chǎn)生。劉曉麗等[23]研究發(fā)現(xiàn)香菇多糖可升高TNF-α、IL-2、IL-6水平,而降低IL-10水平。TNF-α是目前公認(rèn)的重要的抗腫瘤作用細(xì)胞因子[24],IL-10主要由Th2細(xì)胞分泌,IL-10可通過抑制單核/巨噬細(xì)胞、Th細(xì)胞、CTL細(xì)胞和NK細(xì)胞等的活性來抑制機體的免疫作用[25,26]。故中藥多糖可通過對淋巴細(xì)胞分泌細(xì)胞因子的調(diào)節(jié)發(fā)揮廣泛的生物活性作用。

對于淋巴細(xì)胞分泌細(xì)胞因子的機制方面,許多學(xué)者也進行了研究。彭熙等[27]通過對小鼠脾T/B淋巴細(xì)胞TLR4、TLR9表達的影響發(fā)現(xiàn)香菇多糖可以明顯引起TLRs表達,誘導(dǎo)小鼠脾淋巴細(xì)胞TNF-α表達,從而起到免疫調(diào)節(jié)的作用。此研究表明香菇多糖通過刺激免疫相關(guān)受體的表達,引起相應(yīng)的系列免疫反應(yīng),進行免疫調(diào)節(jié)。而張群等[28]采用PCR擴增技術(shù)等對IL-1α、IL-2mRNA表達的情況進行測定。結(jié)果發(fā)現(xiàn)靈芝多糖在100 mg/L以上時可部分對抗PGE2(20 μmol/L)對小鼠IL-1α、IL-2mRNA表達的抑制作用,表明靈芝多糖可從細(xì)胞因子基因表達角度進行免疫調(diào)節(jié)。

有研究表明,淋巴細(xì)胞膜流動性改變,也會產(chǎn)生相應(yīng)的免疫調(diào)節(jié)作用。呂燕寧等[29]對黃柏及其主要成分進行細(xì)胞膜流動性觀察,發(fā)現(xiàn)黃柏及其主要成分的免疫抑制作用有可能是通過降低淋巴細(xì)胞膜的流動性來實現(xiàn)的。但是,也有研究表明,黃芪多糖可明顯提高淋巴細(xì)胞膜流動性,降低過氧化脂質(zhì)水平,并增加超氧化物岐化酶的活性。故中藥多糖對于免疫細(xì)胞的調(diào)節(jié)包括對細(xì)胞膜流動性的調(diào)節(jié)可能是多樣性的。

3 中藥多糖對樹突狀細(xì)胞的調(diào)節(jié)

樹狀突細(xì)胞(dendritic cell,DC)最大的特點是能夠刺激初始T細(xì)胞活化和增殖,是特異性免疫應(yīng)答的始動者。DC具有免疫調(diào)節(jié)作用,分泌多種細(xì)胞因子,參與免疫應(yīng)答的調(diào)節(jié),可分泌 IL-1α、IL-1β、IL-8、IFN-α 和 GM-CSF 等。

王峻等[30]首先將黑素瘤抗原(gp-100)轉(zhuǎn)染到DC,制備成DC瘤苗,然后用不同劑量的香菇多糖單獨或者聯(lián)合gp100-DC瘤苗對荷瘤小鼠進行免疫治療。結(jié)果顯示香菇多糖可增強樹狀突細(xì)胞荷瘤的抗腫瘤作用,表明香菇多糖增強了DC的抗原提呈功能,激活了機體的CTL和NK細(xì)胞活性,提高了脾細(xì)胞的IFN-γ和IL-2分泌水平。隨著DC的成熟,其攝取抗原的能力下降,而高表達MHCⅡ分子、黏附分子以及共刺激分子(如CD80、CD86),再加之分泌包括IL-12在內(nèi)的多種細(xì)胞因子,因而增強了其抗原提呈能力,以及刺激初始T細(xì)胞活化的能力[31,32]。

李心群等[33]以3H-TdR摻入法、ELISA以及流式細(xì)胞術(shù)檢測骨髓來源樹突狀細(xì)胞 (bone marrow dendritic cells,BMDC)表型和功能的各項指標(biāo)。發(fā)現(xiàn)豬苓多糖可刺激小鼠BMDC表達協(xié)同刺激分子CD11c、CD86以及分泌IL-12等,并且具有劑量依賴性。通過進一步的研究發(fā)現(xiàn)抗小鼠Toll樣受體4單抗可抑制豬苓多糖刺激BMDC產(chǎn)生IL-12、并阻斷豬苓多糖與BMDC結(jié)合。結(jié)果表明豬苓多糖可經(jīng)TLR4活化小鼠BMDC發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用。

4 中藥多糖對自然殺傷細(xì)胞的調(diào)節(jié)

自然殺傷細(xì)胞(natural killer,NK)許多特性與T細(xì)胞相似,而又不同于T、B細(xì)胞,具有直接殺傷靶細(xì)胞效應(yīng)。NK殺傷的靶細(xì)胞包括腫瘤細(xì)胞、病毒或細(xì)菌感染的細(xì)胞以及機體某些正常細(xì)胞。因此,NK具有抗腫瘤、抗感染、免疫調(diào)節(jié)等功能。中藥多糖能通過調(diào)節(jié)NK殺傷等活性對機體的免疫功能進行調(diào)節(jié),使機體維持正常狀態(tài)。

林卡莉等[23]研究發(fā)現(xiàn)香菇多糖可增強腫瘤模型脾臟NK的殺傷活性,增強NK對腫瘤細(xì)胞的殺傷作用。表明香菇多糖可通過增強NK的殺傷活性而進行免疫調(diào)節(jié),這也是香菇多糖免疫調(diào)節(jié)機制以及抗腫瘤機制的一種可能。同樣,有研究發(fā)現(xiàn)靈芝多糖也可顯著增強免疫功能低下小鼠的NK的殺傷活性,提高免疫功能低下小鼠非特異性免疫功能[34]。

5 展 望

根據(jù)本文上述有關(guān)中藥多糖對免疫細(xì)胞作用的文獻資料,中藥多糖對免疫細(xì)胞作用有兩種可能的機制。一是中藥多糖的免疫調(diào)節(jié)作用機制可能是通過與固有免疫細(xì)胞(如巨噬細(xì)胞)細(xì)胞表面的Toll樣受體、甘露糖受體等受體相結(jié)合,激活免疫細(xì)胞,調(diào)節(jié)分泌的相關(guān)細(xì)胞因子,改善機體的免疫狀態(tài)。二是可能通過免疫細(xì)胞上的Ca2+通道、K+通道等離子通道的表達、調(diào)控及通道活動多方面來發(fā)揮作用。需要相關(guān)研究人員通過進一步研究證實。

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