天麻為蘭科植物天麻( Gastrodia elata Bl.)的干燥塊莖,具有息風止痙、平抑肝陽、祛風通絡的功效,現代藥理研究發現天麻對中樞神經系統疾病的預防與治療有有益作用。如今全球近百個國家已跨入老齡化社會,阿爾茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是一種在老齡人群中易發的進行性認知和行為障礙的神經退行性疾病,病因復雜且目前尚無特效藥。天麻的主要活性成分為天麻素和天麻多糖,此前我校中藥學院孫志蓉教授團隊的研究揭示了天麻中酚類小分子化合物天麻素干預阿爾茨海默病的作用機制。然而,作為天麻中的另一種高含量活性成分,天麻多糖在結構和活性方面的研究卻相對不足。
近日,團隊從天麻中分離純化出一種此前未報道的天麻均相多糖,并命名為GEP,其分子量為110.09 kDa,由葡萄糖單元構成,特異性連鎖模式主要包括→4)-α-D-Glcp-(1→和少量的→3,4)-α-D-Glcp-(1→支鏈主要由α-D-Glcp-(1→組成,在O-4位點連接到→3,4)-α-D-Glcp-(1→。在CL4176秀麗隱桿線蟲模型中,250mg/L GEP可延長線蟲中位生存期10%,降低麻痹率,提升運動能力,并使AβmRNA表達降低39.75%,這可能與GEP上調sod3、hsp16.1、hsp16.2、gst4、gshpx和gcs1基因表達有關。在APP/PS1小鼠模型中,GEP增加神經元數量,減少Aβ40和Aβ42的沉積,有效改善了小鼠認知功能。團隊在天麻中成功純化出了天麻多糖(GEP)并研究了其結構性質和生物活性,闡明了天麻多糖通過調節氧化應激、熱應激和內質網應激,降低線蟲體內Aβ的聚集,并通過清除Aβ和增加神經元數量來改善AD小鼠的認知功能,研究結果為天麻在干預AD上的開發利用提供了研究基礎。
以上研究結果以“Structural characterisation of a homogeneous polysaccharide from Gastrodia elata Bl. and its effects on two models of Alzheimer's disease”為題發表在International Journal of Biological Macromolecules(一區TOP期刊,IF 7.7)上。中藥學院博士研究生朱成豪為第一作者,孫志蓉教授為通訊作者,該研究得到了國家中藥材產業技術體系項目和陜西寧強縣科技攻關項目的資助。