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壳寡糖提高动物机体免疫机能的研究与探讨

壳寡糖提高动物机体免疫机能的研究与探讨 中科荣信
2024-04-18
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随着现代农业的发展,动物健康问题日益受到人们的关注。提高动物机体免疫机能,预防疾病,保障动物健康,是成为现代畜牧业发展的重要课题。近年来,壳寡糖作为一种天然的免疫增强剂,在畜牧兽医领域受到了广泛关注。本文将深入探讨壳寡糖如何提高动物机体免疫机能。


首先,我们需要了解壳寡糖的基本特性。壳寡糖,又称壳聚寡糖、低聚壳聚糖,是由甲壳素经特殊生物酶降解得到的一种低分子寡糖产品,是天然糖中唯一大量存在的正电荷碱性氨基寡糖,具有水溶性好、生物活性高等特点,易于被动物机体吸收利用。这些特性使得壳寡糖在提高动物机体免疫机能方面具有独特优势。


壳寡糖提高动物机体免疫机能的作用机理主要表现在以下几个方面:

促进免疫细胞的增殖与分化

壳寡糖能够刺激动物机体的免疫细胞,促进其增殖与分化。免疫细胞是动物机体免疫系统的基本组成单位,它们负责识别和清除病原体,维护机体健康。壳寡糖通过激活免疫细胞,使其数量增加、活性提高,从而增强动物机体的免疫能力。


王中和等用壳寡糖口服液对临床患者进行辅助治疗,结果发现白细胞、淋巴细胞的总数保持稳定,其中 T 淋巴细胞的数量显著上升。窦江丽等发现将 120 mg/kg 的壳寡糖作用于小鼠能明显提高其溶血空斑数、血清溶血素水平,增强伴刀豆球蛋白(ConA)诱导的 T 淋巴细胞增殖的能力。该试验还证实了壳寡糖能增强 ConA 诱导的迟发型变态反应的强度。Suzuki 等研究发现壳寡糖还能够增强 T 细胞表面 IL-2 受体的表达,而这又加速了 T 细胞成熟而释放 IL-2,IL-2 与相应的受体结合后,进一步加速了静息的 T 细胞分化成熟为效应的 T 细胞。

调节免疫因子的分泌与表达

壳寡糖还能调节免疫因子的分泌与表达。免疫因子是免疫系统中的重要组成部分,它们参与免疫细胞的活化和信号传导,对免疫反应起着关键的调节作用。壳寡糖通过调节免疫因子的表达水平,使免疫系统保持平衡,防止过度反应或免疫抑制。


麻攀等将壳寡糖作用于体外培养的小鼠巨噬细胞,运用 RT-PCR 和 ELISA 技术,发现壳寡糖能促进 IL-18 基因的转录及翻译。同时在研究中发现,壳寡糖能刺激体外培养的巨噬细胞释放 TNF-α 和 IL-1β。吴海明等研究壳寡糖对巨噬细胞相关细胞因子的影响,显示壳寡糖能促进巨噬细胞分泌IL-1β、TNF-α 和 IL-18 等细胞因子,而这些细胞因子又可以反馈激活巨噬细胞和 NK 细胞,形成网络状的反馈调节关系,从而极大地增强机体的免疫功能。同时侯丽娜等发现与静息巨噬细胞相比,IL-1β 的产生在壳寡糖作用后明显增加,而且用IFN-γ 预刺激巨噬细胞可明显提高这种效应。官杰等在研究壳寡糖协同双歧杆菌对荷瘤鼠免疫功能的影响时发现,对用壳寡糖处理的荷瘤小鼠血清进行细胞因子含量测定,提示壳寡糖大剂量组(15 mg/mL)与双歧杆菌组均能增强荷瘤小鼠免疫细胞分泌 IL-2、IFN-γ 的能力,而且二者有协同作用。近年来,Yoon等采用 RT-PCR 和 Western blot 技术分别检测 TNF-α和 IL-6 的 mRNA 的表达水平及其在血清中的含量,结果表明壳寡糖随着浓度的增加能显著抑制脂多糖诱导的 RAW264.7巨噬细胞株分泌炎性细胞因子 TNF-α 和 IL-6,具有抗炎效应。


Kim等研究发现,平均年龄约 80 岁的老年志愿者在八周的试验中,每人口服壳寡糖,约 5.1 g/ 天,结果显示试验组人群血清中 IL-12 和 IFN-α 水平较对照组显著升高,而 IL-1β 和 TFN-α的水平却较对照组下降。这表明在老年人群中,口服壳寡糖具有抗炎作用,并且有利于提高人体的特异性细胞免疫功能。

增强免疫器官的功能

此外,壳寡糖还能增强免疫器官的功能。免疫器官是动物机体免疫系统的重要组成部分,它们负责产生和储存免疫细胞,分泌免疫因子,对免疫反应进行调控。壳寡糖通过促进免疫器官的发育和功能完善,提高动物机体的整体免疫水平。


通过测定壳寡糖对荷瘤小鼠免疫器官脾脏、胸腺指数的影响,结果为:壳寡糖大浓度组(1.5%)能大幅度地增加荷瘤小鼠免疫器官脾脏和胸腺重量,提示壳寡糖对免疫器官无损害作用,相反有减除肿瘤对宿主免疫器官的损害和抑制作用,且能提高宿主的免疫功能。因此可见,通过增强机体的免疫器官功能是壳寡糖抗肿瘤作用的一个重要机制。

畜牧实践中,壳寡糖的应用已经取得了显著成果。研究表明,在饲料中添加适量壳寡糖,可以显著提高动物的免疫力,降低疾病发生率,提高养殖效益。例如,在禽类养殖中,壳寡糖能够降低禽类呼吸道疾病的发病率,提高禽蛋产量和品质;在猪的养殖中,壳寡糖能够改善猪只的肠道健康,降低腹泻,提高饲料利用率和生长速度。


总之,壳寡糖作为一种天然的免疫增强剂,在提高动物机体免疫机能方面具有显著的优势和潜力。通过促进免疫细胞的增殖与分化、调节免疫因子的分泌与表达以及增强免疫器官的功能,壳寡糖能够全面提升动物机体的免疫力,为畜牧业的健康发展提供有力保障。


目前中科荣信依托中科院糖生物工程课题组的雄厚技术,可以实现壳寡糖产品的精准聚合度,乙酰化位点和脱乙酰度的把控,这些都是和壳寡糖生物活性有很大关系的,相信随着研究的深入和应用的推广,壳寡糖将在畜牧兽医领域发挥更大的作用,为动物健康和人类福祉做出更大的贡献。


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