活性多糖类活性物质最新研究进展
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活性多糖类活性物质最新研究进展
海洋是一个化合物多样的世界。在已发现的海洋天然产物中,超过0.1%的化合物结构新颖、独特,活性十分显著,活性多糖类物质是其中最有代表性的一个,已成为重要的有效化合物或先导化合物来源,本文浅析该物质的研究发展现状,国际最新研究以及未来趋势。
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多糖是由多个单糖分子缩合、失水而成,是一类分子机构复杂且庞大的糖类物质,活性多糖是指具有某种特殊生理活性的多糖化合物,如真菌多糖、植物多糖等。植物多糖比如枸杞多糖、香菇多糖、黑木耳多糖、海带多糖、松花粉多糖等多数是蛋白多糖,具有双向调节人体生理节奏的功能。
1 海洋活性多糖类活性物质发展现状
世界海洋天然产物的开发正方兴未艾,走在这一领域前列的是美国、日本及欧盟,最近发展很快的是韩国。这些科技发达国家投入可观的科研经费,对海洋药物进行开发和研究。在过去的几十年间,6000多种海洋天然产物被发现,其中有重要生物活性并已申请专利的新化合物有200多种,而在70年代只有少数几个有关前列腺素的专利申请,80年代至今则数量大增。在已发现的这些化合物中,不仅包括陆地生物中已存在的各种化学类型,并且还存在很多独特的新颖化学结构类型,尤其重要的是从海洋生物中发现了一系列高效低毒的抗肿瘤化合物,其中有些已进行临床前或临床研究阶段。美国是最早开展海洋生物活性物质研究的国家,随后各国学者相继开展了海洋生物抗肿瘤、抗病毒、抗真菌、抗心脑血管病、抗艾滋病等活性成分的研究。欧洲也是世界上最早开始海洋药物研究的地区之一,由于经济科技人才等多方面的优势,德英意法西等国在海洋天然产物研究领域一直居世界先进水平。反映海洋天然产物研究最高学术水平的《国际海洋天然产物研讨会》(International Symposium on Marine Natural Products)每3年举行1次,自1975年第一届至今已举行了10届,其有有6次在欧洲召开,大会特邀报告的专家有50%以上来自欧洲。目前在海洋天然产物领域世界上已形成了欧洲、美国、日本三足鼎立的局面。为了在海洋生物高技术领域能够与美、日抗衡,西欧许多国家采取了强强联合策略,欧盟制定的海洋科学和技术(Marine Sciences and Technology,简称MAST)计划即是在这种形势下出台的,该计划实施至今已从7000多个海洋生物及15000多个海洋微生物中发现了450多个具
有不同生物活性的新的海洋天然产物,31个化合物由于具有明显的抗肿瘤活性申请了专利。最近美国和欧洲企业协会在日本进行考察后,提出要造就企业航空母舰,需要海洋药物的重磅炸弹,国际上对重磅炸弹的定义是年销售10亿美元。与来源于陆生植物的15万种天然产物相比,海洋天然产物至今才1万多种,因此海洋天然产物具有极大的潜力等待研究开发。多糖类是当前研究最为深入开发技术最为成熟的物质之一,市场上相关活性多糖类产品已经大量出现。
2活性多糖类物质最新研究进展
近10年来,科学家对褐藻类海藻进行了广泛而深入的研究并发表了数以千计的论文。这些论文涉及到褐藻类海藻的化学成分分析、药理作用研究以及它们潜在的医药和保健品新用途等等。研究发现,褐藻多糖具有多种生理活性作用,包括:抗癌/增强人体免疫力、抗过敏作用、护肝作用、抗凝血作用、清理肠道生理环境、降血脂作用、抗溃疡作用、降血糖作用、皮肤保湿作用等。因此,有人提出,海藻多糖类有可能成为未来多种新药的原料。
在迄今分离出的形形色色的褐藻多糖物质里,以“岩藻多糖”(Fucoidan)的药理作用最受科研人员关注。因为岩藻多糖不仅在很多海藻中含量较高,而且其药理作用较多,它们最有可能被开发成为新药原料,更可喜的是,岩藻多糖具有不少令人感兴趣的优点。首先,它很容易溶解于水(因其属于硫酸酯类化合物);其次,岩藻多糖容易被人体吸收利用,对人体无明显毒害作用。日本研究人员现已分离出3种不同分子结构的岩藻多糖即G型、F型和U型岩藻多糖。对这3种岩藻多糖的动物实验结果表明,它们具有很强的促癌细胞凋亡作用(即遏制肿瘤生长作用),以及在身体内有免疫平衡和促进组织细胞再生等作用。这3种岩藻多糖有望被开发成为临床抗肿瘤新药。
近日,据日本医药媒体报道,日本佐贺大学海洋生物系一位副教授龟井勇先生利用褐藻提取的一种名为“MC26”的新型岩藻多糖类物质具有抗流感病毒的出色效果,与现有抗流感药物(如“达菲”等)相比,MC26抑制病毒复制的作用更为显著。在动物身上所作实验证实,MC26能治疗包括A型流感病毒变株引起的严重流感以及用于抑制高致病性“禽流感”病毒毒株的复制,故而具有很大临床应用价值。体外试验表明:MC26这一新发现的岩藻多糖类物质能直接杀死多种流感病毒变异株,对令人头痛的禽流感病毒也有强大杀灭作用。由于抗流感
药物对SARS病毒也有抑制作用,故日本学者认为,今后MC26也能作为治疗SARS 等流行性病毒性疾病的新药。
海带大约有百分之50%的产量被用于提取“溴素”。在提取溴素后剩下的海带渣中含有十分丰富的岩藻多糖,从前海带渣大都作为肥料,今后可将海带渣作为提取岩藻多糖的新原料,还应充分利用海带鲜品原料。除海带外,另一种也是大规模人工养殖的海藻——裙带菜中同样含丰富的岩藻多糖。
海蕴(又名“水云”)是一种产量较低,但味道可口的海藻食品。近据日本学者报道,从海蕴中提取的岩藻多糖类物质具有治疗胃和十二指肠溃疡的良好效果,且长期服用对人体无明显毒副作用。日本学者所做动物实验表明,海蕴中提取的岩藻多糖类新物质“海蕴多糖”对引起胃与十二指肠溃疡的元凶——幽门弯曲杆菌有出色的抑菌作用。此外,有研究报道称,海蕴多糖还有抑制O-157等令人头疼的大肠杆菌新变异株的效果。日本医药界认为:今后可将海蕴多糖直接开发为抗菌新药用来治疗上述疾病。
据日本医药界研究显示,紫菜其实也含丰富的岩藻多糖,但其化学结构与昆布或裙带菜等海藻中提取的岩藻多糖有所不同。故紫菜里的岩藻多糖具有不同于上述岩藻多糖的生理活性。紫菜不仅富含岩藻多糖,它还含一定量的EPA、DHA 等多不饱和脂肪酸类物质(平均每百克紫菜含629毫克的EPA和DHA),故今后紫菜有望成为多不饱和脂肪酸新来源,以此取代资源日益紧张的鱼油。
石花菜是提取琼脂的主要工业原料,它也是一种美味海藻类食品。石花菜同样含有岩藻多糖类物质,也有一定药理作用,只不过人们尚未认识到它的潜在药用价值而已。在日本和亚洲其他地方生长的石花菜共有24个不同品种。它们所含的岩藻多糖的化学结构也各不相同。据日本的研究结果,在日本沿海岛屿所产石花菜里提取得到的一些岩藻多糖可用于治疗动脉血管硬化症和其他心血管疾病。此外,石花菜多糖还有治疗肠癌和消除胆结石的作用。另据最新报道,石花菜多糖还具有治疗糖尿病、降血脂和减肥等新用途。
3我国活性多糖在药物领域现状
已发现的药用海洋生物品种十分有限,主要来自于沿海或近海,与我国海洋庞大的资源总量相比不太相称,特别是微生物、浮游生物的开发偏少;海洋新药十分罕见,这与我国新药开发的总体水平一致,仅在剂型上改进已远不能满足今