摘要
多糖是广泛存在动物，植物或微生物中的一系列天然碳水化合物聚合物, 具有生物活性强、生物相容性好、免疫原性低等生物学特性，广泛应用于食品、化妆品、医药等行业。微生物中来源的的多糖易于获得和加工，又因其具有结构和功能的多样性受到重视。琥珀酰聚糖是一种细菌多糖，是根瘤菌与共生植物的信号交流分子。我们实验室前期获得了一种琥珀酰聚糖riclin，研究表明，riclin在体内和体外具有较强的抗炎和免疫调节作用。本课题以去琥珀酰基的葡半乳聚糖riclin为研究对象，进一步研究其抗糖尿病活性和免疫活性机制。主要研究内容和结果如下： 1. 研究了葡半乳聚糖riclin对于1型糖尿病（type 1 diabetes，T1D）的治疗和预防作用。通过建立连续多次低剂量腹腔注射链脲佐菌素（streptozotocin，STZ）诱导的T1D小鼠模型和T1D自发模型非肥胖糖尿病（non-obese diabetic，NOD）小鼠，研究葡半乳聚糖riclin的抗T1D的活性。研究结果显示，口服riclin可显著降低STZ诱导的高血糖发生率（riclin处理组为7.1%，T1D模型组为92.9%），并可预防NOD小鼠的自身免疫性糖尿病，其中riclin处理组的未发病糖尿病小鼠比例为87.5%，对照组则为46.6%。进一步分析表明，riclin显著降低了STZ诱导的T1D小鼠的空腹血糖水平，恢复了体重，降低了摄食摄水，提高了葡萄糖耐受，保护胰岛的结构完整性和降低了炎症反应，有效恢复β细胞功能，且改善STZ诱导的T1D的并发症。 2. 研究了riclin对于2型糖尿病（type 2 diabetes，T2D）的治疗和预防作用。通过建立高脂饮食（high-fat-diet，HFD）和STZ联合诱导的T2D小鼠模型和T2D自发模型db/db小鼠，研究葡半乳聚糖riclin的抗T2D的活性。结果显示，将riclin灌胃给小鼠和混合在饲粮中饲喂给小鼠均可显著改善T2D的发展。在高脂饮食/链脲佐菌素（HFD/STZ）诱导的T2D小鼠中，连续4周灌胃riclin（20和40 mg/kg）可显著降低T2D小鼠空腹血糖（同模型组对比降低 55%和 67%），改善胰岛素敏感性，降低胰岛素抵抗。Riclin可降低糖尿病小鼠CD4+ T辅助性1（T helper type 1，Th1）细胞亚群比例，减轻胰腺炎症，保护胰岛功能。此外，口服riclin丰富了HFD/STZ诱导的T2D小鼠肠道菌群的多样性，恢复了梭状芽胞杆菌（Clostridium）、副胞杆菌（Parasutterella）、克雷伯氏菌（Klebsiella）和拟杆菌（Bacteroides）等几种菌属的相对丰度。同样的，饲粮中添加riclin也能有效改善db/db 糖尿病小鼠的血糖控制。这些结果表明 riclin 保护了胰岛功能，显著改善了T2D。 3. 发现了riclin抗糖尿病活性是通过调节巨噬细胞炎症反应的机制来实现的。在小鼠胰岛β细胞MIN6和小鼠巨噬细胞RAW264.7共培养体系中，添加riclin可有效降低巨噬细胞的炎症反应和促炎效应。研究结果显示，riclin 特异性地与巨噬细胞细胞膜上树突状细胞特异性细胞间粘附分子-3 抓取整合素（ dendritic cell-specific intercellular adhesion molecule-3-grabbing non-integrin，DC-SIGN）受体结合，抑制巨噬细胞的促炎细胞因子的表达，同时增强白细胞介素 10（IL-10）的表达，从而抑制小鼠体内巨噬细胞介导的Th细胞的分化由Th1向Th2极化。因此，riclin通过DC-SIGN的特异性信号转导会影响免疫结果，这可能是抗糖尿病药物研发的靶点或防止异常炎症的策略。 结论：Riclin 通过特异性地与巨噬细胞细胞膜 DC-SIGN 受体结合，调节 IL-10 和IL-12的比值，从而抑制糖尿病小鼠脾脏和淋巴结中巨噬细胞介导的Th1细胞的分化，促进Th2细胞的分化，减轻了胰岛炎症反应，保护了胰岛的结构完整性，有效恢复胰岛β细胞功能，从而改善了T1D和T2D的血糖控制和相关并发症。
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