北虫草多糖的提取及其诱导巨噬细胞极化的机制初步研究

北虫草(Cordyceps GDC-0973纯度militaris)具有天然的药用价值和营养价值,是我国传统的药用真菌。北虫草具有显著调节机体免疫Biogeochemical cycle的作用,其主要活性成分之一是北虫草多糖(Cordyceps militaris polysaccharides,CMP),目前已有大量研究表明CMP具备多种药理活性,包括抗炎、抗氧化、抗肿瘤、降血糖等。目前CMP主要从北虫草的子实体中提取获得,但北虫草的子实体有限,并且现有方法的提取率均不高。但作为食用菌人工栽培后的培养基剩余物,菌糠中还残留食用菌培养过程中产生的大量菌丝PLX4032采购成分,通常食用菌栽培结束后,菌糠被当作有机肥料或饲料使用,其中残留的菌丝存在资源浪费的现象。本研究以北虫草菌糠为原料提取北虫草粗多糖,并通过响应面分析,计算筛选最佳提取条件。基于CMP具有抗炎和提高免疫能力等多种药理活性,以小鼠单核巨噬细胞RAW264.7为实验材料建立体外细胞抗炎模型,通过加入外源北虫草多糖刺激,检测北虫草多糖对巨噬细胞极化状态的影响,进行抗炎活性研究,并从Lnc RNA角度解析CMP诱导巨噬细胞极化的机制,主要研究结果如下:1.以北虫草菌糠为原料,采取水提醇沉法提取北虫草粗多糖,通过响应面分析筛选了菌糠提取北虫草粗多糖的最佳条件,为温度55.01℃,液料比1:28.2,提取时间0.5005h,此时提取率为13.395。通过液相色谱分析北虫草粗多糖的成分,证明粗多糖中含有北虫草多糖的主要成分,如葡萄糖、甘露糖和半乳糖等,此外还有核糖等其他成分。2.利用3.13mg/mL为最佳浓度,刺激培养小鼠RAW264.7巨噬细胞株,检测刺激后M1型极化标记物TNF-α、IL-6、iNOS和IL-12的基因表达水平变化,以及M2型极化标记物MR和FIZZL的基因表达水平变化。利用ELISA法检测了刺激后细胞分泌到培养液中炎性因子TNF-α和IL-12的含量变化。结果表明,北虫草多糖刺激可以促进巨噬细胞M1型极化,且极化过程激活了参与炎症免疫应答的NF-κB通路活化。3.通过RNA-seq筛选到100多条表达差异的LncRNAs分子,利用RT-qPCR技术检测了表达差异较大的四个LncRNAs分子(MALAT1、GAS5、H19、HOTAIR),验证了RNA-seq结果,表明北虫草多糖刺激巨噬细胞M1型极化过程中有LncRNAs分子参与调控。本研究筛选了用北虫草菌糠提取北虫草粗多糖的最佳提取条件,为充分利用食用菌资源、降低浪费提供了一种技术支持,有望对其他食用菌来源的菌糠多糖提取提供借鉴,并且通过细胞实验和RNA-seq技术,初步揭示了北虫草多糖刺激巨噬细胞极化的机制,为进一步深入理解北虫草多糖调控机体免疫力提供理论依据。但对巨噬细胞应答北虫草多糖的受体研究欠缺,差异表达LncRNAs分子调控的信号通路研究欠缺,这些不足有望在后续的实验中深入探讨。