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中國&德國:硫酸化的靈芝多醣可有效抗發炎 

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2017年9月7日/上海農業科學院&柏林夏洛蒂大學醫學院/International Journal of Biological Macromolecules

文/吳亭瑤

20170907-1

 

來自靈芝子實體的活性多醣,亦即帶有β(1→6)分支結構的β(1→3)葡聚糖,向來被認為是靈芝能夠提升免疫、抑制腫瘤的重要成分。有趣的是,當這個多醣經過硫酸脂化反應,形成糖羥基上帶有硫酸基的「硫酸化多醣」時,其對免疫反應的作用,也會跟著它的結構變化,出現一百八十度的轉變。

今年9月,由上海農業科學院食用菌研究所張勁松所長等,與柏林夏洛蒂大學醫學院(Charité-University Medicine)共同發表在《International Journal of Biological Macromolecules》的報告,即針對硫酸化的靈芝多醣(代號GLPss58)進行探討,證實它可以多管齊下抗發炎,卻不刺激免疫反應,也沒有毒性傷害,很適合用於異常發炎的治療。

 

阻止白血球浸潤,讓發炎反應無從點燃

當免疫系統決定在身體某個部位啟動發炎反應時,原本順著血液流動的白血球在接到指令之後,便會黏附到血管壁上,穿透血管壁,進入免疫系統要它去的部位,釋放發炎因子,終而引起紅、腫、熱、痛的發炎反應。

由此可知,「白血球黏附在血管內壁上」是啟動發炎反應的第一步。要完成這個動作,必須做到白血球細胞膜上的L-selectin蛋白,與血管內皮細胞(組成血管壁的細胞)上的特定分子相結合,才可能有接下來的動作。因此只要阻止它們結合,發炎反應就無法順利點燃。

而根據張勁松等的細胞實驗顯示,GLPss58能在很低的劑量下(半數有效劑量為13.5 μg/mL),抑制人類淋巴細胞上的L-selectin與血管內皮細胞上的特定分子結合。(註:淋巴細胞為白血球的其中一群,主要包含T細胞、B細胞和自然殺手細胞。)

為了確認這樣的作用可以在體內運作,研究者還做了動物實驗:把小鼠的淋巴細胞取出,與GLPss58(劑量50 μg/mL)一起培養30分鐘,再注射回小鼠血液內。

結果發現,這些經過GLPss58處理的淋巴細胞,98%都會留在外周血液裡,而不會回到淋巴組織。這說明GLPss58確實可能透過上述的機制,阻止白血球浸潤組織,讓發炎反應無從在體內點燃。

 

抑制發炎因子,讓發炎反應無法持續延燒

當然,免疫系統引起發炎反應的管道不會只有一個。在過敏相關的慢性發炎裡,免疫系統還會活化補體系統,使它們產生大量的C3a、C4a和C5a等發炎因子,一方面刺激肥大細胞釋放組織胺,另一方面則是幫助淋巴細胞穿透血管進入組織,持續為發炎反應添柴火。

此外,由各種細胞分泌的IFN-γ(干擾素)和TNF-α(腫瘤壞死因子),也在多種發炎反應中扮演要角,如果能抑制它們的活性,亦可減輕發炎的嚴重程度。

根據體外實驗顯示,GLPss58可以在100 μg/mL劑量下,百分之百抑制補體系統的活化,阻止C3a、C4a、C5a的生成,同時亦可與三成左右的IFN-γ、TNF-α的受體結合,降低它們對發炎的促進作用。

很顯然,對於那些已經存在的發炎反應,GLPss58可以透過抑制發炎因子這條路徑,減輕發炎的嚴重程度。

 

不會活化或毒害免疫細胞

由於GLPss58是從某個特定的靈芝子實體純多醣衍生而來,而原本的這個活性多醣有很強的免疫促進作用。促進免疫可是會讓異常發炎更雪上加霜,因此張勁松等另外又針對GLPss58的免疫活性進行探討。

結果發現,GLPss58不論是在500 μg/mL劑量下與小鼠淋巴細胞或人體外周血淋巴細胞一起培養,或是在100 μg/mL劑量下與小鼠巨噬細胞一起培養,既無助於細胞增殖,也不會造成細胞死亡,倒是對於巨噬細胞釋放氧自由基的作用(可引起發炎反應),有顯著的抑制效果。

由此可知,結構經過修飾的GLPss58,作用上已經和原來的靈芝多醣明顯不同,它會抗發炎,卻不太會活化免疫細胞,而從免疫細胞增減不受影響的情況來看,它似乎又比類固醇等免疫抑制劑更安全一些。

 

有潛力的抗發炎新藥

正常的發炎反應可以幫我們維護健康,異常的發炎反應卻會造成身體的災難,包括紅斑性狼瘡之類的自體免疫疾病,氣喘、花粉症等過敏性疾病,以及動脈粥狀硬化、癌症等等,都和異常發炎有關。

我們需要一個既可有效抑制異常發炎,又不太會影響正常免疫力的藥物。GLPss58顯然可以兩者兼顧。此研究成果不僅為抗發炎藥物提供新的藍圖,也把靈芝多醣的新藥開發再往前推進一大步。

 

〔資料來源〕Zhang K, et al. Anti-inflammatory properties of GLPss58, a sulfated polysaccharide from Ganoderma lucidum. Int J Biol Macromol. 2018 Feb; 107:486-493. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2017.09.015. [Epub ahead of print]

〔延伸閱讀〕Liu Y, et al. Physicochemical characterization of a high molecular weight bioactive β-D-glucan from the fruiting bodies of Ganoderma lucidum. Carbohydr Polym. 2014 Jan 30;101:968-74.

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