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国家食用菌加工技术研发专业中心在金针菇多糖在差异蛋白RSAD2介导下发挥免疫调节功能机制研究方面取得进展

该成果以“Flammulina velutipes polysaccharide exerts immunomodulatory function involving RSAD2 to regulate the NF-κB/MAPK signaling pathway in RAW264.7 macrophage cells and in mouse spleen cells”为题发表在中科院 TOP 期刊International Journal of Biological Macromolecules杂志(IF 7.7)

Introduction

免疫系统被称为机体的“卫士”,保护身体免受环境的有害影响,其主要功能是维持体内平衡。免疫系统由免疫器官、免疫组织、免疫细胞和免疫活性物质共同作用。多糖因其来源广泛、获取便利、成本低廉、无毒无害、性质稳定、可生物降解且具有生物相容性,已被研究作为潜在的免疫系统增强剂。已有研究表明,多糖类物质可通过激活免疫细胞、促进其吞噬作用、增强相关细胞因子或信号分子的分泌以及刺激细胞有丝分裂来发挥免疫调节功能。

金针菇具有丰富且显著的营养健康价值。我们的研究团队之前已经证实,金针菇多糖表现出显著的免疫调节活性。具体来说,在环磷酰胺(CTX)诱导的免疫抑制小鼠模型中,发现金针菇多糖(FVP-1)可有效恢复胸腺和脾脏指数,还可以增强了抗氧化能力并调节免疫相关因子的水平。

根据小鼠脾脏蛋白质组学结果可知,金针菇多糖在体内发挥的免疫调节作用可能与相关免疫细胞的功能调控和抗原呈递相关,与差异蛋白RSAD2关系密切。RSAD2(自由基s-腺苷蛋氨酸结构域蛋白),也称Viperin蛋白,这种蛋白是一种参与先天免疫的干扰素刺激蛋白,可能与金针菇多糖在体内的免疫调节作用密切相关。本研究在细胞水平上对这些知识空白进行了探索。

图1:FVP-1多糖发挥免疫调节作用的机制


Results and Discussion


巨噬细胞在先天免疫中发挥重要作用。首先,经过MTT实验发现FVP-1可以促进RAW264.7细胞吞噬能力增强,TNF-α、IL-6、IL-1β的分泌,活性氧(ROS)含量提高,证实了FVP-1具有免疫调节功能。

图2:FVP-1对巨噬细胞RAW264.7细胞活性的影响

FVP-1处理巨噬细胞时,促进可诱导型一氧化氮合酶(iNOS)的合成与环氧合酶-2(COX-2)的分泌,显著提高p-P65、p-IκB-α、p-P38、p-ERK和p-JNK的表达水平,激活NF-κB和MAPK信号通路,并提高RSAD2的蛋白水平与mRNA水平表达。

图3:FVP-1调节机体免疫的作用机制

通过瞬时转染RSAD2 siRNA和过表达质粒发现,敲除RSAD2后再用FVP-1处理会削弱FVP-1增强免疫的活性;当仅使用RSAD2过表达质粒时,免疫水平均显著增加。这一规律与p65、IκB、p38、ERK和JNK磷酸化水平一致,因此可以判定,RSAD2调控了NF-κB/MAPK信号通路,并参与了金针菇多糖的免疫调节过程。

图4:RSAD2免疫调节机制解析(上)

图5:RSAD2免疫调节机制解析(下)


在FVP-1对脾细胞的作用中发现FVP-1处理组促进了小鼠脾细胞中细胞因子(TNF-α、IL-6和IL-1β)的分泌以及iNOS和COX-2的表达。

图6:FVP-1对小鼠脾脏细胞的功能作用

在FVP-1对脾细胞的作用过程中,RSAD2蛋白的表达水平与NF-κB/MAPK信号通路中细胞因子及相关蛋白的表达情况一致,由此可见,RSAD2也参与了FVP-1在小鼠脾细胞中的免疫调节作用。淋巴细胞亚群结果表明,FVP-1在调控RSAD2同时,促进了T淋巴细胞成熟,进一步增强机体免疫功能。

图7:FVP-1对小鼠脾细胞的作用分析。


Conclusion

本研究从金针菇中提取的多糖组分FVP-1在RAW264.7巨噬细胞和小鼠脾细胞中展现出免疫调节活性。结果可知,FVP-1是一种作用于脾脏等免疫器官和巨噬细胞的潜在免疫调节多糖,其通过RSAD2效应分子激活并调控NF-κB/MAPK信号通路来实现免疫调节功能。以上内容为全面解析生物活性多糖在机体内的免疫调节机制提供了新思路。

论文doi10.1016/j.ijbiomac.2025.142985