荨麻属(Urtica L.)植物属于被子植物荨麻科，多年生草本植物，广泛分布于全球热带、亚热带和温带气候区。其中粗根荨麻(U. macrorrhiza Hand.-Mazz.)是我国云南地区特有的品种，始载于《中国高等植物图鉴》，具长而粗的木质化根状茎，主治风湿痹痛、四肢拘挛等，用于肝阳上亢以及惊痫抽搐等症。荨麻属植物作为传统食材和中药材使用已有悠久历史，现代药理学及临床研究表明，荨麻提取物在前列腺增生的治疗中具有显著疗效，具有免疫调节、抗氧化、止血、抗菌与抗病毒等作用。
目前关于荨麻属植物功效的研究大多限于其粗提物，其活性成分尚不明确。本课题组前期从粗根荨麻全草中提取分离了粗多糖，发现其具有显著的免疫调节活性，能够抵抗化疗药物环磷酰胺导致的免疫抑制。进一步研究发现粗根荨麻不同部位粗多糖的产量及免疫调节活性并不一致，其中以叶部粗多糖得率最高且活性较好。为了排除粗多糖中可能存在的其他杂质的干扰，我们进一步从粗根荨麻叶中提取分离纯化出了均一多糖，发现该均一多糖可激活巨噬细胞，增强巨噬细胞的吞噬功能，促进巨噬细胞分泌免疫因子并向M1型极化，发挥免疫佐剂活性。这些研究结果证实，粗根荨麻多糖具有显著的免疫调节活性，值得进一步研究。
然而，粗根荨麻多糖的组分结构尚未被报道完全，这阻碍了其作为免疫增强剂的开发应用。本研究从粗根荨麻的叶中提取分离了一种结构新颖的均一多糖(UMRA)，对其结构进行了表征，并初步评价其对巨噬细胞的免疫调节活性，为粗根荨麻多糖的深入研究提供理论基础。
果胶作为一种结构复杂的天然多糖，是一种分布广泛的天然产物，其基本骨架是由α-1,4-糖苷键连接的半乳糖醛酸构成的，根据其单糖组成和连接方式的差异，可以划分为多个结构域，其中最为普遍的三种类型分别是同型半乳糖醛酸聚糖(homogalacturonan,HG)、II型鼠李半乳糖醛酸聚糖(rhamnogalacturonan-II,RG-II)以及RG-I。这些结构域的独特组合及分子修饰，使得果胶具有多样的生物活性。
在本研究中，我们通过水提醇沉法、季铵盐沉淀法、凝胶柱层析等分离纯化方法从云南粗根荨麻中分离出一种均一多糖UMRA，其中，苄索氯铵作为一种常用的季铵盐类化合物，可以与酸性多糖发生反应，形成不溶于水的沉淀，应用该方法可以分离得到酸性糖。亚甲蓝检测结果也证实了分离得到的UMRA是一种酸性糖。此外，I2/KI检测、HPGPC图谱、UV波谱等结果表明，UMRA中不含有淀粉、核酸和蛋白质等杂质，是一种分子量较均一的多糖。随后通过PMP衍生化法对UMRA进行单糖组成分析，显示其主要由Rha、Gal、GalA、Man、Ara、GlcA组成，摩尔比为3.94∶3.34∶2.26∶1.00∶0.95∶0.46，是果胶多糖的典型组成成分，其中Gal、Ara和Man通常以中性侧链的形式出现在果胶中。FT-IR谱图显示UMRA的吸收峰与其它果胶多糖具有一定的相似性，属于果胶多糖的特征吸收峰。甲基化分析结果表明UMRA存在9种糖苷键连接方式，也证实了RG-I果胶多糖骨架的存在。对一维和二维核磁谱图的归属结果也表明，UMRA是一种具有RG-I型骨架的果胶，以重复的［→2)-α-L-Rhap-(1→4)-α-D-GalpA-(1→］二糖单元为主链，半乳糖、阿拉伯糖和葡萄糖醛酸为侧链。但由于信号重叠严重导致归属困难，未能归属全部信号，在后续研究中考虑将UMRA解聚后进一步详细解析。
不同结构类型的果胶具有不同的活性，从山楂中分离的HG型果胶MPE-90具有良好的抗氧化活性和益生菌活性。很多研究证实含有RG-I结构域的果胶多糖在免疫调节、抗肿瘤活性方面具有潜在的应用价值，还可能作为一种潜在的益生元，对维护和促进人体健康发挥重要作用。因此本研究初步评价了UMRA的免疫调节活性，测定了UMRA对巨噬细胞RAW264.7增殖和免疫因子分泌水平的影响。结果表明，UMRA能够剂量依赖性地促进巨噬细胞增殖以及分泌免疫因子NO、TNF-α和IL-6，激活巨噬细胞。这种激活巨噬细胞的活性与我们之前报道的另一种来自粗根荨麻的不含有阿拉伯糖的均一多糖UMRG的活性是一致的，说明阿拉伯聚糖侧链可能不是UMRA发挥免疫调节活性的必需结构域。此外，对白术多糖的研究结果也显示，具有RG-I骨架的果胶能够促进巨噬细胞分泌NO，具有良好的免疫调节活性。与来源于马蹄皮中的HG型果胶多糖以及蜜柚中的复杂果胶多糖相比，UMRA具有更多的RG-I部分结构域，在相同条件下(250μg/mL)，UMRA可以更为明显地刺激巨噬细胞分泌细胞因子，具有更显著的免疫调节活性。
总体来说，本研究从粗根荨麻中提取分离纯化到一种均一多糖UMRA，该多糖是具有RG-I型骨架的果胶，以重复的［→2)-α-L-Rhap-(1→4)-α-D-GalpA-(1→］二糖单元为主链，半乳糖、甘露糖、阿拉伯糖和葡萄糖醛酸为侧链组成。本研究还初步证明了UMRA能够显著激活巨噬细胞，提示可以激活机体免疫。但由于机体免疫是一个极其复杂的过程，涉及多种免疫细胞，UMUA对其他免疫细胞的调节及其体内免疫调节作用仍有待进一步研究。该研究成果发表在《天然产物研究与开发》2025年第8期，欢迎引用(点击左下方“阅读原文”可查看全文)。
引用格式：包 爽,马建成,李 亚,等.粗根荨麻果胶多糖的结构表征及免疫调节活性研究[J].天然产物研究与开发,2025,37:1449-1459. Bao S,Ma JC,Li Y,et al.Structural characterization and immunomodulatory activity of pectin polysaccharide from Urtica macrorhiza Hand.-Mazz.[J].Nat Prod Res Dev,2025,37:1449-1459.
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