王强团队揭示酵母β-D-葡聚糖增溶机理及其抗肝癌机制

导读

近日，中国农业科学院农产品加工研究所王强团队研究的离子液体与高压微射流协同作用对酵母β-D-葡聚糖的增溶机理发表在学术期刊《Carbohydrate Polymers》，该期刊影响因子为7.182。在此基础上，王强团队与中国科学院上海营养与健康研究所尹慧勇团队合作，揭示了水溶性酵母β-D-葡聚糖的抗肝癌机制，发表在学术期刊《Redox Biology》上，该期刊影响因子为9.986。该工作得到了国家重点研发计划（2016YFD0400200）、国家自然科学基金（31671817）的资助。

研究背景

酵母β-D-葡聚糖具有提高免疫、抗肿瘤、抗氧化、抗菌等功效，2010年被卫生部列为“新资源食品”，然而独特的三级螺旋结构，导致其难溶于水和大多数有机试剂，限制了其在食品、医药和化妆品等领域的应用。研究表明，生物活性多糖对肿瘤具有一定的治疗效果，肝癌是世界上最常见的癌症之一，其死亡率居第四位，β-D-葡聚糖是否对肝癌具有显著疗效及其作用机制尚不明晰。

研究方法

本研究采用离子液体与动态高压微射流协同作用增强了β-D-葡聚糖（WSG）的溶解性，比较了改性前后分子量、热稳定性等功能性质的变化，通过核磁共振、X射线衍射、圆二色谱、冷冻电镜、原子力显微镜等分析了结构变化。采用原发性肝癌模型，结合细胞周期分析、免疫印迹、RNA-序列分析、透射电镜显微镜、免疫荧光和荧光显微镜、溶酶体pH分析、线粒体膜电位和活性氧测定等手段研究了WSG的抗肝癌活性及其作用机制。

研究结果

王强团队采用环境友好的离子液体和高压微射流结合的方式显著提升了β-D-葡聚糖溶解性，明确了改性前后分子量、热稳定性等功能性质的变化，揭示了β-D-葡聚糖一级结构与空间构象对溶解性的影响机理，为可溶酵母β-D-葡聚糖的精准调控和绿色生产提供了理论依据。王强团队与尹慧勇团队合作研究发现，WSG作为一种新型自噬抑制剂，可显著抑制体内肝癌细胞增殖、代谢和肿瘤生长，通过提高溶酶体pH值和抑制溶酶体中的组织蛋白酶（Cathepsin B和D）活性来抑制自噬降解，导致线粒体损伤和活性氧积累。WSG作为单一药物用于异种移植小鼠皮下成瘤模型和二乙基亚硝胺/四氯化碳诱导的原发性肝癌模型与皮下成瘤中均有显著的抗肿瘤作用，且无明显毒副作用，为肝癌患者的治疗提供了新思路。

离子液体与高压微射流协同作用对酵母β-D-葡聚糖的增溶机理

基于自噬作用的水溶性酵母β-D-葡聚糖抗肝癌机制

原文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0144861720302976

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2213231720300951