大型真菌凝集素生物活性研究

耿敏

摘 ?要：真菌不但擁有豐富營(yíng)養(yǎng)，同時(shí)還擁有強(qiáng)身健體功能，凝集素則和糖特異性融合，具備凝集細(xì)胞功能的糖蛋白或蛋白質(zhì)。不同凝集素基礎(chǔ)特征存在較大差異，即便具有相同來(lái)源，也存在基本特征差異。該文先簡(jiǎn)單分析了真菌凝集素，隨后介紹了真菌凝集素相關(guān)生物活性特征，包括凝血活性、抗腫瘤活性、免疫活性以及其他活性特征，最后介紹了真菌凝集素的具體應(yīng)用，希望能給相關(guān)人士提供有效參考。

關(guān)鍵詞：真菌凝集素 ?生物活性 ?凝血活性 ?研究

中圖分類號(hào)：Q51 ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1672-3791（2021）02（a）-0203-03

Study on the Biological Activity of Macrofungal Lectins

GENG Min

（Changchun Polytechnic， Changchun， Jilin Province， 130033 China）

Abstract： Fungi are not only rich in nutrition， but also have the function of strengthening the body. Lectin is a glycoprotein or protein with the function of agglutinating cells by fusing specifically with sugar. The basic characteristics of different lectins are quite different， even if they have the same origin.The article first briefly analyzes fungal lectins， and then introduces the biological activity characteristics of fungal lectins， including coagulation activity， anti-tumor activity， immune activity and other activity characteristics， and finally introduces the specific application of fungal lectins， hoping to provide effective reference for related people.

Key Words： Fungal lectin; Biological activity; Coagulation activity;Research

真菌不但擁有豐富營(yíng)養(yǎng)，同時(shí)還擁有強(qiáng)身健體功能，凝集素則和糖特異性融合，具備凝集細(xì)胞功能的糖蛋白或蛋白質(zhì)。不同凝集素基礎(chǔ)特征存在較大差異，即便具有相同來(lái)源，也存在基本特征差異。真菌凝集素?fù)碛忻庖哒{(diào)節(jié)和抗腫瘤等多樣生物活性，隨著近幾年在真菌凝集素方面研究的擴(kuò)展，真菌凝集素逐漸成為全新研究熱點(diǎn)。

1 ?真菌凝集素內(nèi)涵

凝集素廣泛分布于自然界當(dāng)中，屬于酶類蛋白質(zhì)或糖蛋白，可以凝集細(xì)胞同時(shí)和糖特異性進(jìn)行有機(jī)融合。20世紀(jì)80年代俄國(guó)科學(xué)家便在蓖麻子中提取到凝集素，隨后相繼在動(dòng)物身體中提取到凝集素。生物界內(nèi)的凝集素可以分成多種類型，包括微生物、植物和動(dòng)物凝集素，其中的凝集素、多糖等活性成分中含有極大的藥用價(jià)值和豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，能夠治療疾病，強(qiáng)化體質(zhì)。從20世紀(jì)60年代便在真菌內(nèi)提取出具備免疫調(diào)節(jié)、抑制腫瘤等功能的活性物質(zhì)。結(jié)合相關(guān)報(bào)道分析，已經(jīng)在336種真菌內(nèi)提取出凝集素，同時(shí)實(shí)施了初級(jí)研究。

從結(jié)構(gòu)角度分析，凝集素可以分成多個(gè)亞基或單一亞基的，部分是簡(jiǎn)單蛋白，部分是糖蛋白，而大部分的凝集素通常表現(xiàn)為糖蛋白，而糖蛋白涵還可以細(xì)分成糖與蛋白質(zhì)，兩者之間的逆連接可以通過(guò)共價(jià)鍵實(shí)現(xiàn)，內(nèi)部蛋白質(zhì)成分持續(xù)增加條件下，糖分含量進(jìn)一步減少，其中的糖元素即寡聚糖，由多種單糖組合形成。利用糖肽分離手段，能夠判斷凝集素中的糖便是寡聚糖。真菌凝集素帶有相應(yīng)的高度特異性，擁有相同來(lái)源的真菌凝集素，其性質(zhì)也存在某種差異。而不同種類真菌凝集素，其氨基酸排列順序和組成結(jié)構(gòu)也各不相同。

2 ?真菌凝集素相關(guān)生物活性分析

2.1 凝血活性

從凝血活性層面分析，真菌凝集素相關(guān)特質(zhì)首次發(fā)現(xiàn)于傘菌內(nèi)，其中的紅細(xì)胞凝聚十分復(fù)雜，和其表層糖基以及凝集素分子存在某種聯(lián)系。通常情況下，紅細(xì)胞首先完成匯聚、凝集，此時(shí)，凝集素亞基和細(xì)胞內(nèi)糖基的也會(huì)在短時(shí)間內(nèi)完成“結(jié)合”;之后，未能與細(xì)胞內(nèi)糖基結(jié)合的其他亞基，會(huì)與“剩余”紅細(xì)胞的表層糖基融合，從而促進(jìn)紅細(xì)胞與真菌凝集素兩者之間構(gòu)成一個(gè)橋架結(jié)構(gòu)。立足于宏觀角度分析，凝集后的紅細(xì)胞形成一種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。凝集素可以對(duì)細(xì)胞表層糖基進(jìn)行特異識(shí)別，和酶以及底物反應(yīng)形成的鑰匙和鎖結(jié)構(gòu)。真菌凝集素中擁有超出一個(gè)的糖的識(shí)別位點(diǎn)。紅細(xì)胞凝集中，真菌凝集素可能會(huì)和紅細(xì)胞表層相同識(shí)別位點(diǎn)互相作用，也可能和不同識(shí)別位點(diǎn)進(jìn)行互相作用。部分凝集素內(nèi)還存在功能較為相似的“識(shí)別位點(diǎn)”，其作用在于，對(duì)凝集素正常凝集目標(biāo)紅細(xì)胞的過(guò)程給予一定的“促進(jìn)”作用。例如，在自然或人為的構(gòu)建之下，保持外部環(huán)境的濃度處于相同狀態(tài)，則無(wú)論是金針菇，還是香菇，都可以“較為順利”地對(duì)兔血紅細(xì)胞完成凝集。而某種凝集素?zé)o法對(duì)一種紅細(xì)胞進(jìn)行凝集時(shí)，也無(wú)法直接證明該種真菌凝集素內(nèi)不具備凝血活性，只能說(shuō)明該種真菌凝集素，其紅細(xì)胞的表層并不具備糖結(jié)合位點(diǎn)（在極個(gè)別的情況下，結(jié)合位點(diǎn)雖然存在，但并未得到有效識(shí)別，但整體而言，糖結(jié)合位點(diǎn)并不存在的現(xiàn)象較為普遍），直接導(dǎo)致紅細(xì)胞凝集效率低下。例如完成環(huán)境轉(zhuǎn)變（同上，保持濃度相同）后，雞腿菇可以無(wú)障礙地凝集兔紅細(xì)胞，但卻無(wú)法對(duì)雞紅細(xì)胞進(jìn)行凝集。處于相同外部環(huán)境和濃度條件下，靈芝以及金針菇都能夠促進(jìn)雞的紅細(xì)胞凝集，其中靈芝凝集效果較弱，而金針菇凝集能力相對(duì)較強(qiáng)[1]。

2.2 抗腫瘤活性

人體內(nèi)癌細(xì)胞擁有一定的分裂、增生性，無(wú)法進(jìn)行有效控制，當(dāng)人體內(nèi)腫瘤出現(xiàn)不斷增生條件下，便會(huì)順著淋巴和循環(huán)系統(tǒng)滲入相關(guān)組織、器官內(nèi)。而對(duì)癌癥患者進(jìn)行治療中，可以從3種途徑中選擇實(shí)施，分別是手術(shù)切除、放射治療以及化學(xué)治療等方法。而化療藥物幾乎全部為具備細(xì)胞毒性的藥物。此種抗腫瘤活性，更傾向于“抗細(xì)胞活性”。即化療藥物固然會(huì)對(duì)腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生滅殺作用，但也會(huì)對(duì)正常細(xì)胞造成傷害。故采用化療藥物治療腫瘤疾病時(shí)，醫(yī)護(hù)人員除了重點(diǎn)關(guān)注腫瘤細(xì)胞的滅殺成效之外，還需對(duì)患者機(jī)體承受能力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。如果患者的身體極其虛弱，則化療藥物會(huì)將正常細(xì)胞“消滅殆盡”，背離治療的初衷。和傳統(tǒng)化療藥物相比，通過(guò)天然提取物對(duì)腫瘤進(jìn)行治療，擁有耐藥性低、副作用小、價(jià)格低廉、資源豐富等優(yōu)勢(shì)，為此近幾年該種技術(shù)在臨床治療惡性腫瘤疾病時(shí)，獲得了很多一線醫(yī)護(hù)人員的認(rèn)可。綜合而言，真菌凝集素自身的活性能夠抑制惡性腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)、繁衍、擴(kuò)散，對(duì)正常細(xì)胞盡管也會(huì)造成一定的“侵害”，但程度處于可控范圍。目前，大量臨床研究結(jié)果表明，真菌凝集素應(yīng)用于抗腫瘤過(guò)程中的惡性腫瘤細(xì)胞抑制能力，可以借由其他方式加以體現(xiàn)，如強(qiáng)化機(jī)體免疫活性、誘導(dǎo)癌細(xì)胞自噬和凋亡，促進(jìn)癌細(xì)胞分化。

目前，通過(guò)外部干預(yù)，向惡性腫瘤細(xì)胞“下達(dá)指令”，使其產(chǎn)生錯(cuò)誤的認(rèn)知，進(jìn)而自主停止繁衍、擴(kuò)散，最終自主凋亡的過(guò)程，被臨床稱之為細(xì)胞凋亡或者編程性死亡，是一種借助化學(xué)藥品，滅殺惡性腫瘤細(xì)胞，提高癌癥治療成效的基礎(chǔ)手段。細(xì)胞凋亡于機(jī)體內(nèi)的具體過(guò)程，可以進(jìn)行如下劃分：（1）內(nèi)源性。借助多種方式（藥物直接作用、“信號(hào)”干擾等），激活腫瘤細(xì)胞中的“凋亡”信號(hào)，在理想狀態(tài)下，還可以完全破壞線粒體膜的完整性，防止癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移、擴(kuò)散。（2）外源性。激活凋亡信號(hào)后，直接破壞細(xì)胞表面，使其喪失活性。

KOYAMA等通過(guò)在牛肝菌中提取KL-15凝集素，隨后發(fā)現(xiàn)該種凝集素可以促進(jìn)細(xì)胞U937直接死亡，相關(guān)實(shí)驗(yàn)證明了真菌凝集素某種活性可以促進(jìn)病毒死亡，而凝集素之所以可以殺死細(xì)胞主要依靠CASPASE酶激活原理實(shí)現(xiàn)。相關(guān)實(shí)驗(yàn)證明，細(xì)胞凋亡的基礎(chǔ)條件便是CASPASE級(jí)聯(lián)。

進(jìn)一步提升機(jī)體的免疫性，能夠有效防控癌癥，主要因?yàn)榧?xì)胞癌變中，會(huì)形成抗原，其屬于免疫大分子。而該種抗原可以長(zhǎng)期刺激免疫系統(tǒng)，強(qiáng)化免疫系統(tǒng)抵抗性，有效監(jiān)控腫瘤細(xì)胞。凝集素還可以對(duì)免疫系統(tǒng)實(shí)施合理調(diào)節(jié)，并融合淋巴細(xì)胞內(nèi)糖基，實(shí)現(xiàn)特異融合，徹底將各種免疫細(xì)胞全面激活，涵蓋自然殺傷細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等，促進(jìn)免疫增殖細(xì)胞、T細(xì)胞的全面激活以及細(xì)胞因子釋放，實(shí)現(xiàn)抗腫瘤功能。

經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室及臨床證實(shí)，目前已知的多種真菌凝集素都具備滅殺惡性腫瘤細(xì)胞，抑制其生長(zhǎng)、防止其擴(kuò)散的功能。但在實(shí)際運(yùn)用的過(guò)程中，每種真菌凝集素的使用側(cè)重點(diǎn)需要進(jìn)行調(diào)整。比如大白菇凝集素、正紅菇凝集素，常常用于防范腫瘤細(xì)胞的快速增長(zhǎng)，具備“應(yīng)急性”;而楊樹菇凝集素能夠充分激發(fā)癌細(xì)胞的凋亡信號(hào)，使其自主死亡，起到防止擴(kuò)散的作用。

2.3 免疫活性

免疫調(diào)節(jié)中真菌凝集素相關(guān)反應(yīng)機(jī)制主要是經(jīng)TLRs信號(hào)實(shí)現(xiàn)，有效刺激相關(guān)免疫細(xì)胞，推動(dòng)細(xì)胞不斷增殖，形成凝集素，通過(guò)信號(hào)渠道，促進(jìn)巨噬細(xì)胞有效抑制NO。平菇中提取的凝集素還可以進(jìn)一步提升疫苗免疫性能，充分促進(jìn)DC發(fā)展。靈芝中提取的凝集素能夠?qū)w液免疫進(jìn)行合理調(diào)節(jié)，避免出現(xiàn)過(guò)敏反應(yīng)。草菇凝集素能夠促進(jìn)形成細(xì)胞介素-2，擁有促進(jìn)有絲分裂以及免疫調(diào)節(jié)功能，幫助傳播鈣信號(hào)。在牛肝菌中提取的細(xì)網(wǎng)形態(tài)凝集素對(duì)胸腺細(xì)胞分裂具有積極作用，同時(shí)還會(huì)影響淋巴細(xì)胞的活性，能夠幫助抑制人體內(nèi)部白血病相關(guān)細(xì)胞的擴(kuò)散和增殖，避免樹突細(xì)胞活性增強(qiáng)。從裂褶菌以及牛肝菌中提取的凝集素對(duì)于分類活性具有積極促進(jìn)作用，不會(huì)對(duì)真菌活性產(chǎn)生任何影響。從金頂側(cè)耳中提取的凝集素能夠?qū)δ[瘤細(xì)胞和HIV-1反轉(zhuǎn)錄酶活性進(jìn)行有效抑制，增強(qiáng)有絲分裂活性。

2.4 其他活性

真菌凝集素以及植物凝集素可以于防御系統(tǒng)內(nèi)發(fā)揮出良好效用，榆黃菇凝集素、楊樹股凝集素、雞腿菇凝集素等能夠有效抑制部分植物病毒。部分真菌凝集素還具備HIV抑制能力，比如紅菇凝集素、側(cè)耳凝集素、猴頭菇凝集素能夠有效抑制HIV-1反轉(zhuǎn)錄酶活性?？蔹S裸傘凝集素能夠有效抑制黑曲霉于體外的增長(zhǎng)。平菇凝集素可以有效削弱砷的毒性，避免砷損傷有機(jī)體紅細(xì)胞。卷邊樁菇相關(guān)凝集素可以對(duì)煙草花葉病毒活力進(jìn)行有效抑制。雙孢菇凝集素可以控制上皮細(xì)胞核內(nèi)惡性結(jié)腸細(xì)胞的增殖。雙孢菇凝集素可以有效控制眼睛纖維原細(xì)胞的增長(zhǎng)，同時(shí)相關(guān)抑制效果和凝集素整體濃度處于正比關(guān)系，沒有任何毒性[2]。

3 ?真菌凝集素具體應(yīng)用

根據(jù)上文所述，真菌凝集素在分子識(shí)別、細(xì)胞免疫以及細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)等方面，均可以發(fā)揮重要作用。腫瘤擴(kuò)展?fàn)可娴蕉喾N復(fù)雜性生物反應(yīng)，是一種分子級(jí)聯(lián)反應(yīng)，其中參與反應(yīng)主體為糖蛋白。在對(duì)腫瘤細(xì)胞中的糖鏈關(guān)系以及糖蛋白實(shí)施動(dòng)態(tài)研究，可以幫助了解腫瘤細(xì)胞發(fā)展規(guī)律。而糖蛋白便是真菌凝集素，可以通過(guò)其研究細(xì)胞糖鏈，涵蓋細(xì)胞轉(zhuǎn)移內(nèi)容。除此之外，相關(guān)證據(jù)顯示，在細(xì)胞程序性死亡、強(qiáng)化免疫耐受能力、腫瘤細(xì)胞定位以及信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等方面，凝集素具有重要作用。凝集素芯片屬于一種生物標(biāo)志物，能夠?qū)δ[瘤病變中的糖基異常變化進(jìn)行合理檢測(cè)與準(zhǔn)確篩選[3]。

真菌凝集素還可以用來(lái)對(duì)免疫活性進(jìn)行檢測(cè)，相關(guān)研究證實(shí)，不同類型真菌凝集素具備免疫調(diào)節(jié)活性。相關(guān)報(bào)告證明，細(xì)胞于分化、發(fā)育中容易改變表層糖基化，通過(guò)熒光標(biāo)記糖基與凝集素的融合，從而對(duì)細(xì)胞表層糖基化水平進(jìn)行合理研究，是免疫細(xì)胞早期識(shí)別的核心手段。真菌凝集素還可以對(duì)淋巴細(xì)胞產(chǎn)生刺激，促進(jìn)其有絲分裂，經(jīng)過(guò)真菌凝集素刺激后，相關(guān)T淋巴細(xì)胞能夠順利轉(zhuǎn)變?yōu)榱馨图?xì)胞，通過(guò)淋巴喜好轉(zhuǎn)變狀況準(zhǔn)確反映出細(xì)胞免疫的真實(shí)水平，對(duì)不同免疫效果進(jìn)行準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)。結(jié)合分子生物對(duì)凝集素基因進(jìn)行重新編碼，能夠形成受體微生物相關(guān)重組蛋白，對(duì)蛋白質(zhì)免疫活性實(shí)施準(zhǔn)確檢測(cè)。真菌凝集素在新藥的開發(fā)設(shè)計(jì)中也發(fā)揮著重要作用，當(dāng)下已經(jīng)提取出數(shù)百種真菌凝集素，其都具備抗腫瘤活性。

4 ?結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在現(xiàn)代化背景下，隨著生物技術(shù)持續(xù)發(fā)展，真菌凝集素從原本的簡(jiǎn)單分類以及生物活性轉(zhuǎn)變研究開始轉(zhuǎn)化為臨床試驗(yàn)應(yīng)用和基礎(chǔ)研究。屬于特殊蛋白凝集素，擁有多樣生物活性，并成為真菌多糖后的主要研究?jī)?nèi)容。

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