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近年來，受新冠肺炎影響，免疫調節越來越受到關注。健康的免疫系統對維持人體健康至關重要。當機體受到外界病毒或細菌攻擊時，免疫細胞可發揮免疫調節作用，預防疾病，炎癥可導致免疫細胞過度激活，生物因子過度表達，促進機體對病毒的炎癥反應。在生理健康的條件下，身體在抗和促生細胞因子之間保持免疫平衡。然而，在機體營養不良等情況下，這種平衡可能會被破壞。多糖等天然活性物質可激活免疫細胞和促炎因子的釋放。雙向免疫產品有利于機體的保護平衡。因此，開發具有雙重免疫調節特性的新型食用功能食品十分迫切。巨噬細胞在炎癥過程中起著至關重要的作用，主要刺激促炎細胞因子如IL-6、TNF-α和IL-1β的釋放，從而激活免疫系統。小鼠腹腔巨噬細胞RAW264.7是研究炎癥的標準細胞。因此，巨噬細胞常被用來評估生物活性物質的免疫調節和抗炎能力。脂多糖（LPS）可激活RAW264.7巨噬細胞炎癥反應，天然成分食用菌多糖可抑制炎癥。前期研究表明，多糖對RAW264.7具有促炎和抗炎的雙重免疫調節作用。

蝙蝠蛾擬青霉（Paecilomyces hepiali）是一種常見于高海拔地區的真菌，已被列入中國國家衛生健康委員會發布的保健食品種名錄。多糖是其主要活性成分，具有抗腫瘤、免疫調節、抗炎等功能。到目前為止，大多數研究都集中在P. hepiali菌絲體上，而對發酵液的研究較少。通常在發酵工業中，發酵液會被直接浪費，或用作飼料，其附加值遠未得到開發利用。從食用菌中提取的P. hepiali多糖多糖（PHP）在RAW264.7中可能具有雙重免疫調節作用。本研究對提取的多糖進行純化，通過化學組成、分子質量、單糖組成、三螺旋實驗、傅里葉變換紅外光譜（FT-IR）對其理化性質進行表征，并通過掃描電子顯微鏡（SEM）、甲基化和核磁共振（NMR）分析探索其表面圖像觀察。通過觀察PHP對RAW264.7巨噬細胞中的一氧化氮生成、吞噬活性、TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-10分泌及mRNA表達的影響，探討PHP的雙重免疫調節作用、作用機制及其結構。同時研究PHP對TLR4/NF-κB信號通路中關鍵蛋白的表達水平。這項工作不僅揭示了PHP的結構，而且為PHP作為免疫和炎癥失衡的雙向調節劑來控制炎癥紊亂提供了堅實的科學基礎，這可能有助于PHP在膳食雙向免疫功能中的應用。

浙江工業大學營養健康團隊田寶明副研究員（第一作者）、孫培龍教授、楊開教授（共同通信作者）等在本文闡明了PHP雙免疫調節（免疫增強和抗炎）的機制。本研究shi用40%乙醇從PHP中沉淀得到PHP40，進一步純化得到PHP40-2。采用化學分析和儀器分析方法分析PHP40-2的化學特性，并研究其對RAW264.7巨噬細胞的雙重免疫調節作用。PHP40-2是由→4,6)-α-D-Glcp-(1→，→6)-α-d-manp-(1→，α-D-Glcp-(1→和→4)-β-d-galp-(1→組成的雜多糖，分子質量為6.2×105 Da 。經PHP40-2處理后，一氧化氮（NO）產量、吞噬活性和細胞因子分泌均顯著升高；而PHP40-2能明顯抑制LPS誘導的RAW264.7細胞NO的產生和細胞因子的分泌。通過mRNA和蛋白表達分析，發現TLR4/NF-κB信號通路在PHP40-2的雙免疫調節作用中發揮重要作用。本研究表明，PHP40-2具有開發新型功能食品的潛力。

PHP激活RAW264.7細胞產生NO、TNF-α、IL-1β、IL-10和IL-6的機制示意圖

第一作者

田寶明，博士（后），副研究員，博導。食品質量與安全系副系主任，主要從事食品天然產物與營養健康、膳食與腸道菌群互作對糖脂代謝相關疾病的干預機制等研究。縱向項目方面，主持浙江省重點研發計劃項目、浙江省“領雁”研發攻關計劃課題、中國博士后科學基金面上項目、河南省“三區”選派科技人員項目、麗水市“雙百引領計劃”第五批掛職企業人才項目等6項；橫向方面，主持校企業合作項目2項（結題1項），參與橫向課題6項；主持浙江省產學研協同育人項目和校級教改項目各1項。發表學術論文40余篇，近五年以第一作者或通訊身份在Journal of Agricultural And Food Chemistry、Molecular Nutrition & Food Research、Food & Function等雜志發表SCI論文18篇，其中ESI高被引熱點論文1篇；以第一作者在中文核心期刊發表論文2篇。獲中國商業聯合會科技進步一等獎、省級“三區”選派科技人員考核優秀良好各一次，省科技廳鑒定成果1項, 參編教材3 部，發表教改論文3篇。曾獲浙江工業大學2021年度優秀本科生實習指導教師、本科教學業績考核優秀、優課優酬獎獎勵等；擔任浙江省食用菌協會監事、Food and Health雜志編委、Journal of Future Foods和《河南工業大學學報》青年編委，Frontier in Nutrition客座編輯，Journal of Agricultural And Food Chemistry、Food & Function、Nutrients、《食品工業科技》和《現代食品科技》等期刊的審稿專家。

通信作者

孫培龍，博士，二級教授，博士生導師。1985年浙江工業大學獲工學學士學位并留校工作，1991年華東理工大學獲工學碩士學位，2007年3月浙江大學獲工學博士學位，2005年美國瑞斯理工學院（RPI）Heparin實驗室訪問研究。現任浙江工業大學食品科學與工程學院黨委書記，兼任浙江省食用菌協會副會長等職，是浙江省首批重點創新團隊食用菌行業創新團隊帶頭人，浙江省151第二層次人才，浙江工業大學食品科學與工程一級學科碩士點負責人。研究方向為食品化學與資源利用，主要從事大分子多糖的分離純化、性質、功能及構效關系的研究，重點進行食用菌功能性提取物及其在保健食品中的應用研究。承擔完成國家級、省部級科研項目30余項，獲省部級科技進步獎一等獎2 項，二等獎1 項，三等獎5 項，發表SCI論文120余篇，授權國家發明專利50余件，出版教材或專著6 部，培養食品科學及生物工程相關領域碩博士研究生150余名。

楊開，男，博士，教授，碩導/博導，食品天然產物與營養健康研究中心主任兼團隊負責人。主要研究方向：食品天然產物提取分離；營養功能特醫食品開發；食品新技術與質量安全控制；傳統食品提升及工廠設計。現為浙江工業大學食品科學與工程學院“食品天然產物與營養健康研究中心”主任、團隊負責人兼黨支部書記，浙江工業大學第二批“雙帶頭人”教師黨支部書記。兼任浙江省食品學會常務理事、國家食品藥品監督管理總局-特殊醫學用途配方食品注冊審評咨詢專家、國家食藥同源產業科技創新聯盟理事、長三角食藥用菌產業創新聯盟理事、浙江省食用菌協會理事等職務。主要學術成果：累計主持國家級、省部級及企業開發橫向項目20余項，第一及通訊作者發表論文60余篇，其中JCR一區論文20余篇；第一發明人申請專利20件，其中授權發明專利13件；作為主要成員（排名前三）制定團體標準6 項；主編輕工業出版社十三五規劃教材一部（獲得第四屆中國輕工業教材優秀獎）。獲浙江省及金華市優秀科技特派員榮譽稱號，獲得中國商業聯合會全國商業科技進步一等獎2 次（排名第一和第二）、二等獎1 次、浙江省高校科研成果獎三等獎1 次。

Dual-immunomodulatory effects on RAW264.7 macrophages and structural elucidation of a polysaccharide isolated from fermentation broth of Paecilomyces hepiali

Baoming Tian ab, Renjian Liu a, Qi Li c, Hanshan Xu d, Ming Cai ab, Rongfa Guan ab, Peilong Sun ab*, Kai Yang ab*

aCollege of Food Science and Technology, Zhejiang University of Technology, Huzhou 313299, China

bKey Laboratory of Food Macromolecular Resources Processing Technology Research (Zhejiang University of Technology), China National Light Industry, Huzhou 313299, China

cHangzhou Xueyu Biotechnology Co., Ltd., Hangzhou 311254, ChinadLinping District of Supervising Testing Center for Quality and Meterology, Hangzhou 311199, China

*Corresponding author.

Abstract

More and more studies have reported the role of Paecilomyces hepiali polysaccharides in bidirectional regulation (immune enhancement and anti-inflammatory). However, there are few collaborative studies on the structure, immune enhancement, and anti-inflammatory effects of polysaccharides from the fermentation broth of P. hepiali (PHP) and the mechanisms are still unclear. The present study aimed to clarify the mechanism underlying the dual-immunomodulatory (immune enhancement and anti-inflammatory). PHP40 was precipitated with 40% ethanol from PHP40 and further purified to obtain PHP40-2. The chemical characteristics of PHP40-2 was analyzed by chemical and instrumental analyses, and the double immunomodulatory effects of RAW264.7 macrophages were investigated. PHP40-2 was a heteropolysaccharide composed of →4,6)-α-D-Glcp-(1→, →6)-α-D-Manp-(1→, α-D-Glcp-(1→, and →4)-β-D-Galp-(1→, and its molecular weight was 6.2?×?105 Da. The nitric oxide (NO) production, phagocytosis activity, and cytokine secretion were significantly increased (P < 0.05) after PHP40-2 treatment; however, PHP40-2 could inhibit NO production and cytokine secretion in LPS-induced RAW264.7 macrophages (P < 0.05). After mRNA and protein expression analysis, toll-like receptor 4 (TLR4)/nuclear factor-κB (NF-κB) signaling pathway was discovered to play an important role in the dual-immunomodulatory effects of PHP40-2. This study reveals that the fermentation broth of PHP is also a valuable resource and PHP40-2 has the potential to be developed as a novel functional food.

Reference:

LIU Y J, LU D Q, QIANG J Y, et al . Dual-immunomodulatory effects on RAW264.7 macrophages and structural elucidation of a polysaccharide isolated from fermentation broth of Paecilomyces hepiali[J]. Journal of Future Foods, 2025, 5( 6): 628-640 . DOI:10.1016/j.jfutfo.2024.11.0010.

文章翻譯由作者團隊提供

編輯：龔藝；責任編輯：孫勇

封面圖片來源：攝圖網

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